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KR100852950B1 - Blade structure of axial fan - Google Patents

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KR100852950B1
KR100852950B1 KR1020020029807A KR20020029807A KR100852950B1 KR 100852950 B1 KR100852950 B1 KR 100852950B1 KR 1020020029807 A KR1020020029807 A KR 1020020029807A KR 20020029807 A KR20020029807 A KR 20020029807A KR 100852950 B1 KR100852950 B1 KR 100852950B1
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KR
South Korea
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blade
section
axial fan
camber
value
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정우열
조경석
박세영
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한라공조주식회사
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    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

본 발명은 축류팬의 블레이드 구조에 관한 것으로서, 익단에서 압력 집중을 최소화 시킴과 아울러 익근에서 풍량을 증가시킬 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a blade structure of an axial fan, to minimize the pressure concentration at the tip and to increase the amount of air at the blade root.

본 발명은 회전축에 결합된 허브(3)와, 상기 허브(3) 외주에 전향곡률을 가지고 방사상으로 배열되어 상기 허브(3)와 일체로 결합된 복수 개의 블레이드(5)로 구성된 축류팬(1)에 있어서,The present invention relates to an axial fan (1) comprising a hub (3) coupled to a rotating shaft and a plurality of blades (5) integrally coupled to the hub (3) radially arranged with a forward curvature on the outer periphery of the hub (3). ),

상기 블레이드는 익근(7)에서부터 익단(9)까지 제1,제2,제3, 제4 구간으로 형성함과 아울러, 상기 각 구간의 캠버비(Camber Ratio)를 각각 다르게 형성하되, 상기 제1 구간은 상기 익근(7)으로부터 시작하여 상기 블레이드(5) 길이의 30%~40% 지점까지이고, 상기 제1 구간의 캠버값(Hc)은 코드길이(Lc)의 10%~14% 내에서 일정한 값을 가지게 하는 것을 특징으로 한다.The blades are formed in the first, second, third, and fourth sections from the blade roots 7 to the tip 9, and different camber ratios are formed in the sections, respectively, The section is from the blade root to the point of 30% to 40% of the length of the blade 5, the camber value (H c ) of the first section is 10% to 14% of the cord length (L c ) It is characterized by having a constant value within.

축류팬, 블레이드, 허브, 캠버값, 익근, 익단Axial Fan, Blade, Hub, Camber Value, Root, Tip

Description

축류팬의 블레이드 구조{Blade Structure of Axial Flow Fan}Blade Structure of Axial Flow Fan

도 1은 종래의 축류팬의 후방 사시도,1 is a rear perspective view of a conventional axial flow fan,

도 2는 종래의 축류팬의 부분확대 정면도,2 is a partially enlarged front view of a conventional axial flow fan;

도 3은 도 1의 A-A선 단면도,3 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.

도 4는 도 1의 B-B선 단면도,4 is a cross-sectional view taken along the line B-B of FIG.

도 5는 종래의 축류팬의 블레이드의 반경비에 대한 캠버비를 나타낸 그래프,5 is a graph showing the camber ratio with respect to the radial ratio of the blade of the conventional axial flow fan,

도 6은 본 발명의 축류팬의 후방 사시도,6 is a rear perspective view of the axial flow fan of the present invention;

도 7은 본 발명의 축류팬의 부분확대 사시도,7 is a partially enlarged perspective view of the axial fan of the present invention;

도 8은 본 발명의 축류팬의 부분확대 정면도,8 is a partially enlarged front view of the axial fan of the present invention;

도 9는 도 6의 C-C선 단면도,9 is a cross-sectional view taken along the line C-C of FIG.

도 10은 도 6의 D-D선 단면도,10 is a cross-sectional view taken along the line D-D of FIG. 6;

도 11은 도 6의 E-E선 단면도,11 is a cross-sectional view taken along the line E-E of FIG. 6;

도 12는 도 6의 F-F선 단면도,12 is a cross-sectional view taken along the line F-F of FIG.

도 13은 본 발명의 축류팬의 블레이드의 반경비에 대한 캠버비를 나타낸 그래프이다.13 is a graph showing the camber ratio with respect to the radial ratio of the blade of the axial fan of the present invention.

<도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명>       <Description of the code used in the main part of the drawing>

1: 축류팬 3: 허브 1: axial fan 3: hub                 

5: 블레이드 7: 익근5: blade 7: root

9: 익단 L: 코드길이(Chord Lenth)9: Tip L: Chord Lenth

L.E: 전연(Leading Edge) L.E.L: 전연선(Leading Edge Line)L.E: Leading Edge L.E.L: Leading Edge Line

T.E: 후연(Trailing Edge) T.E.L: 후연선(Trailing Edge Line) T.E: Trailing Edge T.E.L: Trailing Edge Line

H: 최대 캠버값(Max Camber Value)H: Max Camber Value

본 발명은 축류팬의 블레이드 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a blade structure of an axial fan.

일반적으로 알려진 바와 같이 축류팬은 모터의 구동에 의해 회전하면서 그 주요구성부인 블레이드(blade)를 통해 전방의 외기를 강제로 인입하여 후방인 축방향으로 송풍시킴으로써 환기 또는 냉각 등을 수행할 수 있도록 된 장치로, 선풍기나 공조기와 같은 가전제품 뿐만 아니라 항공기나 발전기 등의 다양한 산업 설비에도 이용된다.As is generally known, the axial fan rotates by driving of a motor, forcibly drawing in the outside air through the blade, which is a main component thereof, and blowing the air in the axial direction at the rear to perform ventilation or cooling. As a device, it is used not only in household appliances, such as a fan and an air conditioner, but also in various industrial facilities, such as an airplane and a generator.

종래의 축류팬 블레이드 구조는 도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 구동모터(미도시)의 회전축(미도시)에 연결되는 원환형의 허브(3)와, 상기 허브(3)의 둘레를 따라 방사상으로 배열되는 다수의 블레이드(5)로 구성된다. 그리고 상기 블레이드(5)는 익근(blade root)(7)에서 부터 익단(blade tip)(9)까지 제 1, 2 구간으로 유선형 단면구조를 형성함과 아울러 상기 각 구간의 캠버비(Camber Ratio)를 각각 다르게 한다. As shown in FIGS. 1 to 5, a conventional axial fan blade structure includes an annular hub 3 connected to a rotating shaft (not shown) of a drive motor (not shown), and a circumference of the hub 3. It consists of a plurality of blades 5 arranged radially accordingly. In addition, the blade 5 forms a streamlined cross-sectional structure in the first and second sections from the blade root 7 to the blade tip 9, and the camber ratio of each section. Are different.                         

상기 브레이드의 단면구조는 후연(Trailing Edge)(T.E)에서 부터 전연 (Leading Edge)(L.E)까지 코드길이(Chord Lenth)(L)와, 최대 캠버값(Max Camber Value)(H)으로 이루어진다. 그리고 캠버비(Camber Ratio)는 상기 코드길이(L)를 기준으로 하여 상기 최대 캠버값(H)을 비율로 나타낸 값이다. The cross-sectional structure of the braid consists of a chord length (L) and a maximum camber value (H) from trailing edge (T.E) to leading edge (L.E). The camber ratio is a value representing the maximum camber value H as a ratio based on the code length L.

그리고 상기 브레이드(5)는 제 1, 2 구간으로 형성함과 아울러 상기 각 구간의 캠버비를 각각 다르게 형성한다. In addition, the braid 5 is formed in the first and second sections, and forms the camber ratios of the respective sections differently.

상기 제 1 구간은 상기 익근(7)으로 부터 시작하여 블레이드(5) 전체 길이의 50% 지점까지이고, 상기 제 1 구간의 캠버값(Ha)은 코드길이(La)의 6~10% 내에서 일정한 값으로 부터 일정한 변화율로 감소한다.The first section is from the blade root to the 50% point of the entire length of the blade 5, the camber value (H a ) of the first section is 6 ~ 10% of the cord length (L a ) It decreases from a constant value within a certain rate of change.

그리고 상기 제 2 구간은 상기 제 1 구간의 끝지점에서 부터 시작하여 상기 익단(9)까지이고, 상기 제 2 구간의 캠버값(Hb)은 코드길이(Lb)의 4% 정도에서 일정한 값을 가지게 한다. The second section starts from the end point of the first section to the tip 9, and the camber value H b of the second section is a constant value at about 4% of the code length L b . To have.

상기와 같은 상태에서, 구동모터의 구동축에 결합되어 구동모터의 회전력에 의해 허브(3)에 비스듬이 배치된 유선단면구조를 갖는 블레이드(5)가 허브(3)와 함께 일체로 회전하고, 상기 블레이드(5)는 회전되면서 그 전후면에 공기유동속도 차이에 따른 차압을 생성하여 공기를 축방향으로 송풍하게 된다. In the above state, the blade (5) having a streamlined cross-sectional structure coupled to the drive shaft of the drive motor and arranged obliquely on the hub (3) by the rotational force of the drive motor rotates integrally with the hub (3), and As the blade 5 rotates, air is blown in the axial direction by generating a differential pressure according to the difference in air flow velocity on the front and rear surfaces thereof.

공기 유동에 직접 관여하는 것은 블레이드(5)로서, 상기 블레이드(5)는 유선형 단면구조를 가지고 있으면서 회전에 따른 블레이드(5) 압력면의 압력상승을 이용하여 축류팬(1) 전방에서부터 공기를 끌어들여 축류팬(1) 후방으로 공기를 밀어 낸다.Directly involved in the air flow is the blade (5), the blade 5 has a streamlined cross-sectional structure and draws air from the front of the axial fan (1) by using the pressure rise of the pressure surface of the blade (5) as the rotation To push the air out behind the axial fan (1).

그러나 상기한 축류팬(1)은, 익단(9) 측에 가까운 블레이드(5)에서는 반경이 큼으로 토크(Torque)가 크게 발생함으로서 압력이 집중되고, 익근(7) 측에 가까운 블레이드(5)에서는 반경이 짧음으로 토크가 적게 발생함으로서 풍량 증대에 문제점이 있었다. However, in the axial flow fan 1, the blade 5 close to the tip 9 side has a large radius and a large torque generates, so that pressure is concentrated, and the blade 5 close to the blade 7 side. In the case of a short radius, the torque is less generated, there is a problem in increasing the air volume.

본 발명은 상기한 문제점을 시정하여, 익단에서 압력의 집중을 최소화 시킴과 아울러 익근에서 풍량을 증가시킬 수 있도록 한 축류팬의 블레이드 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims to provide a blade structure of an axial fan that corrects the above problems, minimizes the concentration of pressure at the tip and increases the amount of air at the blade.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 회전축에 결합된 허브(3)와, 상기 허브(3) 외주에 전향곡률을 가지고 방사상으로 배열되어 상기 허브(3)와 일체로 결합된 복수 개의 블레이드(5)로 구성된 축류팬(1)에 있어서, 상기 블레이드는 익근(7)에서부터 익단(9)까지 제1,제2,제3, 제4 구간으로 형성함과 아울러, 상기 각 구간의 캠버비(Camber Ratio)를 각각 다르게 형성하되, 상기 제1 구간은 상기 익근(7)으로부터 시작하여 상기 블레이드(5) 길이의 30%~40% 지점까지이고, 상기 제1 구간의 캠버값(Hc)은 코드길이(Lc)의 10%~14% 내에서 일정한 값을 가지게 하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a hub (3) coupled to the rotating shaft, and a plurality of blades (5) integrally coupled to the hub (3) radially arranged with a forward curvature on the outer periphery of the hub (3) In the axial flow fan (1) configured, the blade is formed in the first, second, third, and fourth sections from the blade root (7) to the tip (9), and the camber ratio (Camber Ratio) of each section Are formed differently from each other, the first section is 30% to 40% of the length of the blade 5 starting from the blade root (7), the camber value (H c ) of the first section is the code length ( It is characterized by having a constant value within 10% ~ 14% of L c ).

본 발명은 도 6 내지 도 13에 도시한 바와 같이, 구동모터(미도시)의 회전축 (미도시)에 연결되는 환형의 허브(3)와, 상기 허브(3)의 둘레를 따라 방사상으로 배열되는 다수의 블레이드(5)로 구성되는 것으로서, 상기 블레이드(5)는 익근(7)에서부터 익단(9)까지 적어도 3개 이상의 구간으로 유선형 단면구조를 형성함과 아울러 상기 각 구간의 캠버비(Camber Ratio)를 각각 다르게 형성한다.6 to 13, the annular hub (3) connected to the rotation axis (not shown) of the drive motor (not shown) and radially arranged along the circumference of the hub (3) Composed of a plurality of blades (5), the blade (5) forms a streamlined cross-sectional structure in at least three or more sections from the blade root (7) to the tip (9), and the camber ratio of each section (Camber Ratio) ) Differently.

상기 브레이드의 단면구조는 후연(Trailing Edge)(T.E)에서 부터 전연 (Leading Edge)(L.E)까지 코드길이(Chord Lenth)(L)와, 최대 캠버값(Max Camber Value)(H)으로 이루어진다. 그리고 캠버비(Camber Ratio)는 상기 코드길이(L)를 기준으로 하여 상기 최대 캠버값(H)을 비율로 나타낸 값이다. The cross-sectional structure of the braid consists of a chord length (L) and a maximum camber value (H) from trailing edge (T.E) to leading edge (L.E). The camber ratio is a value representing the maximum camber value H as a ratio based on the code length L.

본 발명의 실시예로써 상기 블레이드(5)의 길이 방향으로 4개 구간을 갖는 축류팬 구조를 도 6 내지 도 8에 도시하였다.6 to 8 illustrate an axial fan structure having four sections in the longitudinal direction of the blade 5 as an embodiment of the present invention.

즉, 상기 구간은 제 1, 2, 3, 4 구간을 갖는 축류팬의 블레이드 구조로써, 이에 대하여 자세히 설명하면 다음과 같다.That is, the section is a blade structure of the axial fan having the first, second, third, and fourth sections, which will be described in detail below.

상기 제 1 구간은 상기 익근(7)으로 부터 시작하여 블레이드(5) 길이의 30%~40% 지점까지이고, 상기 제 1 구간의 캠버값(Hc)은 코드길이(Lc)의 10%~14% 내에서 일정한 값을 가지게 한다. The first section is from 30% to 40% of the length of the blade 5 starting from the blade root 7, and the camber value H c of the first section is 10% of the cord length L c . Have a constant value within ~ 14%.

그리고 상기 제 2 구간은 상기 제 1 구간의 끝지점으로 부터 시작하여 블레이드(5) 길이의 60%~70% 지점까지이고, 상기 제 2 구간의 캠버값(Hd)은 상기 제 1 구간의 캠버값(Hc)의 끝지점에서 부터 시작하여 코드길이(Ld)의 6%~10% 값까지 감소되게 한다.The second section is from 60% to 70% of the length of the blade 5 starting from the end point of the first section, and the camber value H d of the second section is the camber of the first section. Start at the end of the value (H c ) and decrease to 6% to 10% of the code length (L d ).

그리고 상기 제 3 구간은 상기 제 2 구간의 끝지점으로 부터 시작하여 블레이드(5) 길이의 75%~85% 지점까지이고, 상기 제 3 구간의 캠버값(He)은 제 2 구간의 캠버값(Hd)의 끝지점에서 부터 시작하여 코드길이(Le)의 6%~10% 내에서 일정한 값을 가지게 한다. The third section is from 75% to 85% of the length of the blade 5 starting from the end point of the second section, the camber value (H e ) of the third section is the camber value of the second section Start at the end of (H d ) and have a constant value within 6% to 10% of the code length (L e ).

그리고 상기 4구간에서는 상기 제 3 구간의 끝지점으로 부터 시작하여 익단 (9)까지이고, 상기 제 4 구간의 캠버값(Hf)은 상기 제 3 구간의 캠버값(He)의 끝지점에서 부터 시작하여 코드길이(Lf)의 3%~7% 값까지 감소되게 한다.In the fourth section, starting from the end point of the third section to the tip 9, the camber value H f of the fourth section is at the end point of the camber value H e of the third section. Start at and reduce the value from 3% to 7% of the code length (L f ).

상기와 같은 상태에서, 구동모터의 구동축에 결합되어 구동모터의 회전력에 의해 허브(3)에 비스듬이 배치된 유선단면구조를 갖는 블레이드(5)가 허브(3)와 함께 일체로 회전하고, 상기 블레이드(5)는 회전되면서 그 전후면에 공기유동속도 차이에 따른 차압을 생성하여 공기를 축방향으로 송풍하게 된다.In the above state, the blade (5) having a streamlined cross-sectional structure coupled to the drive shaft of the drive motor and arranged obliquely on the hub (3) by the rotational force of the drive motor rotates integrally with the hub (3), and As the blade 5 rotates, air is blown in the axial direction by generating a differential pressure according to the difference in air flow velocity on the front and rear surfaces thereof.

공기 유동에 직접 관여하는 것은 블레이드(5)로서, 상기 블레이드(5)는 유선형 단면구조를 가지고 있으면서 회전에 따른 블레이드(5) 압력면의 압력상승을 이용하여 축류팬(1) 전방에서부터 공기를 끌어들여 축류팬(1) 후방으로 공기를 밀어낸다.Directly involved in the air flow is the blade (5), the blade 5 has a streamlined cross-sectional structure and draws air from the front of the axial fan (1) by using the pressure rise of the pressure surface of the blade (5) as the rotation To push the air out behind the axial fan (1).

이상과 같이 형성된 본 발명에 따른 축류팬 블레이드와 종래의 축류팬 블레이드를 비교하여 실험한 결과를 아래의 표 1에 나타내었다.The results of experiments comparing the axial fan blade and the conventional axial fan blade according to the present invention formed as described above are shown in Table 1 below.

회전수Revolutions 풍량Air flow 풍량증감Air flow 종래의 축류팬Conventional Axial Flow Fan 24602460 12161216 본발명 축류팬Inventive Axial Flow Fan 24602460 12911291 6.2%6.2%

상기 표 1에서와 같이, 동일 회전수에서 본 발명의 축류팬은 더 큰 풍량을 발생한다.
As shown in Table 1, the axial flow fan of the present invention at the same rotational speed generates a greater air volume.

한편, 상기한 본 발명은 4개의 구간을 갖는 축류팬의 블레이드에 대하여 특정한 실시예가 설명되었지만 본 발명은 설계인자에 따라 축류팬의 블레이드 구간이 5개 이상으로 다양하게 변형되어 실시될 수 있다.        On the other hand, the present invention described above has been described with respect to a specific embodiment of the blade of the axial fan having four sections, the present invention can be implemented in various modifications to five or more blade sections of the axial fan according to the design factor.

즉, 축류팬의 크기, 쉬라우드의 설계인자 및 차량의 크기등에 따라 축류팬의 블레이드 길이방향으로 3 ~ 5개 구간 또는 그 이상의 구간으로 나누어 각각 캠버비를 다르게 형성함으로써 최대의 풍량을 얻을 수 있다.         That is, depending on the size of the axial fan, the design factor of the shroud and the size of the vehicle, the maximum air flow can be obtained by dividing the camber ratio differently into three to five sections or more in the blade length direction of the axial fan. .

이상과 같이 본 발명은 허브와 블레이드로 구성됨과 아울러 상기 블레이드는 적어도 3개 이상의 구간으로 각각의 캠버량을 다르게 형성한 것으로서, 허브측과 인접한 블레이드면에서 풍량이 증가하고, 익단측 블레이드가 압력 집중이 최소화 됨과 아울러 날개 전체의 압력을 균형있게 분포시킨다. 따라서 블레이드 전체에서 발생하는 풍량도 증가하게 된다.

As described above, the present invention is composed of a hub and a blade, and the blade is formed at different camber amounts in at least three or more sections, and the air volume increases on the blade side adjacent to the hub, and the tip blade concentrates pressure. This minimizes and balances the pressure across the wing. Therefore, the amount of air generated throughout the blades also increases.

Claims (6)

회전축에 결합된 허브(3)와, 상기 허브(3) 외주에 전향곡률을 가지고 방사상으로 배열되어 상기 허브(3)와 일체로 결합된 복수 개의 블레이드(5)로 구성된 축류팬(1)에 있어서,In the axial fan (1) consisting of a hub (3) coupled to the rotating shaft and a plurality of blades (5) integrally coupled to the hub (3) radially arranged with a forward curvature on the outer periphery of the hub (3) , 상기 블레이드는 익근(7)에서부터 익단(9)까지 제1,제2,제3, 제4 구간으로 형성함과 아울러, 상기 각 구간의 캠버비(Camber Ratio)를 각각 다르게 형성하되, 상기 제1 구간은 상기 익근(7)으로부터 시작하여 상기 블레이드(5) 길이의 30%~40% 지점까지이고, 상기 제1 구간의 캠버값(Hc)은 코드길이(Lc)의 10%~14% 내에서 일정한 값을 가지게 하는 것을 특징으로 하는 축류팬의 블레이드 구조. The blades are formed in the first, second, third, and fourth sections from the blade roots 7 to the tip 9, and different camber ratios are formed in the sections, respectively, The section is from the blade root to the point of 30% to 40% of the length of the blade 5, the camber value (H c ) of the first section is 10% to 14% of the cord length (L c ) Blade structure of the axial fan, characterized by having a constant value within. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 2 구간은 상기 제 1 구간의 끝지점으로 부터 시작하여 블레이드(5) 길이의 60%~70% 지점까지이고, 상기 제 2 구간의 캠버값(Hd)은 상기 제 1 구간의 캠버값(Hc)의 끝지점에서 부터 시작하여 코드길이(Ld)의 6%~10% 값까지 감소되게 하는 것을 특징으로 하는 축류팬의 블레이드 구조.The second section is from 60% to 70% of the length of the blade 5 starting from the end point of the first section, the camber value (H d ) of the second section is the camber value of the first section Blade structure of an axial fan, starting from the end of (H c ) to be reduced to 6% ~ 10% value of the code length (L d ). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 3 구간은 상기 제 2 구간의 끝지점으로 부터 시작하여 블레이드(5) 길이의 75%~85% 지점까지이고, 상기 제 3 구간의 캠버값(He)은 상기 제 2 구간의 캠버값(Hd)의 끝지점에서 부터 시작하여 코드길이(Le)의 6%~10% 내에서 일정한 값을 가지게 하는 것을 특징으로 하는 축류팬의 블레이드 구조. The third section is from 75% to 85% of the length of the blade 5 starting from the end point of the second section, the camber value (H e ) of the third section is the camber value of the second section Blade structure of an axial fan, starting from the end of (H d ) to have a constant value within 6% ~ 10% of the code length (L e ). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 4구간에서는 상기 제 3 구간의 끝지점으로 부터 시작하여 익단(9)까지이고, 상기 제 4 구간의 캠버값(Hf)은 상기 제 3 구간의 캠버값(He)의 끝지점에서 부터 시작하여 코드길이(Lf)의 3%~7% 값까지 감소되게 하는 것을 특징으로 하는 축류팬의 블레이드 구조.In the fourth section, starting from the end point of the third section to the tip 9, the camber value H f of the fourth section is from the end point of the camber value H e of the third section. A blade structure of an axial fan, characterized in that the starting to be reduced to a value of 3% to 7% of the cord length (L f ).
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