KR102520545B1

KR102520545B1 - 이중 반전 팬

Info

Publication number: KR102520545B1
Application number: KR1020217007966A
Authority: KR
Inventors: 샤오원 후; 쓰터 후; 후이 장; 룽 이
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: 2023-04-10
Anticipated expiration: 2038-12-21
Also published as: US11661943B2; CN111043057B; EP3839261A4; WO2020077813A1; KR20210040448A; JP7140911B2; EP3839261B1; CN111043057A; US20210388838A1; JP2022500590A; EP3839261A1

Abstract

이중 반전 팬(100)으로서, 두 개의 임펠러 및 모터(10)를 포함하며; 상기 모터(10)는 두 개의 임펠러를 회전시키도록 구동하기 위한 것이고; 두 개의 임펠러는 축 방향을 따라 이격되고, 제1 단 임펠러(30) 및 제2 단 임펠러(40)로 나뉘고, 이중 반전 팬(100)이 작동되면 기류는 제1 단 임펠러(30)에서 제2 단 임펠러(40)를 향하는 방향으로 송풍되며, 적어도 하나의 임펠러에는 임펠러의 반경 방향을 따라 배열된 복수 루프의 블레이드가 구비되고, 각 루프의 복수의 블레이드는 임펠러의 허브(60) 주위에 서로 이격되게 배치되고, 인접한 두 루프의 블레이드 사이는 스페이서 링(50)으로 연결되어 있다.

Description

이중 반전 팬

관련 출원의 상호 참조

본 발명은 출원번호가 201811198969.9이고, 출원일자가 2018년 10월 15일인 중국 특허 출원에 기반하여 제출하였고, 상기 중국 특허 출원의 우선권을 주장하는 바, 상기 중국 특허 출원의 전부 내용을 본 출원에 인용하여 참조로 한다.

본 발명은 팬 기술분야에 관한 것이고, 구체적으로 이중 반전 팬에 관한 것이다.

팬은 기류의 전달을 가속화하고, 송풍 면적을 늘려 광범위한 바람을 생성하거나, 또는 풍로 및 송풍 거리를 늘리고, 풍속을 가속화하여 대류 속도를 향상시킬 수 있어, 다양한 생활 전자 제품에서 없어서는 안 될 부품이다.

기존의 탠덤 2단 축류 팬은 두 단계의 팬의 크기가 동일하고 회전 방향이 동일하거나 반대이며, 두 단계의 팬에는 각각 하나의 모터 또는 두 개의 모터가 장착되어 회전 구동을 수행하고, 또한 대부분의 경우 두 단계의 팬의 중간에 정류 장치가 배치되어, 구조가 비교적 복잡하고, 소음이 크다. 두 단계의 팬이 상이한 방향을 향해 회전할 때, 제1 단 팬의 출구에서 소용돌이 기류는 제2 단 팬의 블레이드에 의해 회전 해제되어, 직풍을 생성하여, 바람의 순환을 가속화할 수 있지만, 정류를 거친 후 제1 단 팬의 풍량이 제2 단 팬에 도달하면, 풍력 및 풍량은 다소 약해진다.

팬의 단일 블레이드 길이가 상대적으로 길면, 회전 속도의 조절이 제한되고, 그렇지 않으면 블레이드가 크게 변형되므로, 바람의 역학적 성능 및 소음 성능이 저하되며, 더욱 단단한 블레이드를 사용하면 블레이드 변형의 문제를 해결할 수 있지만 비용이 더 많이 든다. 이 경우, 상대적으로 작은 허브가 있는 장엽형의 팬인 경우, 그 블레이드 뿌리에 비교적 큰 비틀림이 발생할 수 있고, 두 단계의 팬의 블레이드 뿌리에 재순환 영역이 생성되어, 풍속이 낮고 바람이 앞으로 방출되지 않아, 모터의 열 방출에 불리하고, 모터의 수명에 영향을 미친다.

미관상 축류 팬은 전체적으로 너무 두껍게 설계할 수 없으며, 그렇지 않으면 외관에 심각한 영향을 미치며, 두 단계의 팬 사이의 간격이 비교적 작으면, 이전 단계의 팬의 블레이드에 의해 생성된 누출 와류 등 기류는 다음 단계의 팬의 블레이드에 쉽게 유입되어, 블레이드 주파수 및 블레이드 주파수 곱셈의 소음의 피크가 크게 증가되고, 더 높은 소음이 발생한다.

본 발명은 관련 기술에서의 기술적 문제 중 하나를 적어도 어느 정도 해결하는 것을 목적으로 한다.

이를 위해, 본 발명의 목적은 안정적으로 회전하고, 쉽게 변형되지 않으며, 모터의 냉각 효과가 좋고, 중간의 배출 바람이 강한 이중 반전 팬을 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 이중 반전 팬은, 두 개의 임펠러 및 모터를 포함하며; 축 방향을 따라 이격되게 배치된 두 개의 상기 임펠러는, 제1 단 임펠러 및 제2 단 임펠러로 나뉘고, 상기 이중 반전 팬이 작동하면 기류는 상기 제1 단 임펠러에서 상기 제2 단 임펠러를 향하는 방향으로 송풍되며, 적어도 하나의 상기 임펠러에는 상기 임펠러의 반경 방향을 따라 배열된 복수 루프의 블레이드가 구비되고, 각 루프의 복수의 상기 블레이드는 상기 임펠러의 허브 주위에 서로 이격되게 배치되고, 인접한 두 루프의 상기 블레이드 사이에는 스페이서 링이 연결되어 있고; 상기 모터는 두 개의 상기 임펠러를 회전시키도록 구동하기 위한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 이중 반전 팬은, 복수 루프의 블레이드로 구성된 임펠러를 사용하여, 이중 반전 팬 중간의 바람 배출 용량을 향상시켜, 중간 위치에 가까운 이중 반전 팬의 출구 풍장의 속도 분포를 향상시킬 수 있으므로, 출구 풍장의 균일성을 크게 개선할 수 있고; 스페이서 링 및 복수 루프의 블레이드가 구비된 임펠러는, 전후 단계의 임펠러의 바람의 전달을 크게 강화할 수 있으며, 이중 반전 팬의 강성을 크게 개선할 수 있고, 장기 회전 시 블레이드가 쉽게 변형되지 않으며, 각 단계의 임펠러의 임계 회전 속도는 모두 향상되어, 이중 반전 팬의 전체적인 안정적 작동에 유리하고, 양호한 팬 성능을 보장하며; 모터는 일반적으로 이중 반전 팬의 중간에 배치되고, 복수 루프의 블레이드로 구성된 임펠러를 구비하여, 모터에 가까운 블레이드가 회전 및 작동하여 모터 근처의 풍장의 속도를 증가시켜, 모터의 냉각 효과를 향상시킴으로써, 모터의 사용 수명 유지에 유리하며; 두 단계의 임펠러가 서로 이격되게 설치되어, 한편으로 제1 단 임펠러에 의해 생성된 와류를 부드럽게 할 수 있고, 다른 한편으로 모터 등 연결 부재를 설치하기 위한 충분한 공간을 제공한다.

선택적으로, 상기 스페이서 링이 구비된 상기 임펠러에서, 인접한 두 루프의 상기 블레이드마다, 내부 루프의 상기 블레이드의 굽힘 각도는 외부 루프의 상기 블레이드의 굽힘 각도보다 크거나 같다.

선택적으로, 상기 스페이서 링이 구비된 상기 임펠러에서, 인접한 두 루프의 상기 블레이드 중, 내부 루프의 상기 블레이드의 개수는 외부 루프의 상기 블레이드의 개수보다 많거나 같다.

선택적으로, 두 루프의 상기 블레이드를 구비한 상기 임펠러에서, 상기 스페이서 링의 직경과 상기 허브의 직경 사이의 차이 값은 내부 링 차이이고, 외부 루프의 상기 블레이드의 외경과 상기 허브의 직경 사이의 차이 값은 외부 링 차이이며, 상기 내부 링 차이는 적어도 상기 외부 링 차이의 0.3배이고, 상기 내부 링 차이는 상기 외부 링 차이의 0.7배를 초과하지 않는다.

선택적으로, 상기 스페이서 링의 두께는 상기 블레이드의 최대 두께보다 작거나 같다.

선택적으로, 상기 스페이서 링의 전체 표면은 매끄러운 원호 표면이다.

선택적으로, 상기 모터는 두 개이며, 두 개의 상기 모터는 각각 두 개의 상기 임펠러에 연결되고, 두 개의 상기 임펠러는 동축으로 설치된다.

선택적으로, 상기 모터는 하나이고, 상기 모터와 적어도 하나의 상기 임펠러 사이에 전달 메커니즘이 연결되어 있다.

선택적으로, 지지대를 더 포함하고, 상기 모터는 상기 지지대에 배치되고, 상기 두 개의 임펠러는 상기 지지대의 서로 대향하는 양측에 각각 위치한다.

선택적으로, 상기 지지대는, 내부 지지판, 외부 지지링 및 복수의 방사봉을 포함하며; 상기 내부 지지판에는 상기 모터가 고정되고; 상기 외부 지지링은 상기 내부 지지판의 외부를 감싸며; 상기 복수의 방사봉은 상기 내부 지지판 주위에 배치되며, 각각의 상기 방사봉의 일단은 상기 내부 지지판에 연결되고, 각각의 상기 방사봉의 타단은 상기 외부 지지링에 연결된다.

본 발명의 부가적인 측면 및 이점은 아래의 설명에서 부분적으로 제공될 것이고, 부분적으로 다음 설명으로부터 명백해지거나, 본 발명의 내용의 실행으로부터 이해될 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 이중 반전 팬의 전체 구조 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예의 이중 반전 팬의 측면 구조 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예의 제2 단 임펠러의 정면 구조 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예의 제1 단 임펠러의 정면 구조 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예의 이중 반전 팬의 풍장의 예시도이다.
도 6은 기존의 이중 반전 팬의 두 단계의 임펠러가 모두 단일 루프의 블레이드일 때의 풍장의 예시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예의 블레이드의 프로파일 파라미터의 예시도이다.

아래에 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하고, 상기 실시예의 예는 도면에 도시되며, 여기서 시종 동일하거나 유사한 참조 번호는 동일하거나 유사한 요소 또는 동일하거나 유사한 기능을 갖는 요소를 나타낸다. 아래에 도면을 참조하여 설명되는 실시예는 예시적인 것이고, 본 발명을 설명하기 위한 것이며, 본 발명에 대한 한정으로 이해해서는 안 된다.

아래에 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이중 반전 팬(100)에 대해 상세하게 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 이중 반전 팬(100)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 두 개의 임펠러 및 모터(10)를 포함한다. 여기서, 모터(10)는 두 개의 임펠러를 회전시키도록 구동하기 위한 것이고, 두 단계의 임펠러의 회전에 동력을 제공한다.

두 개의 임펠러는 축 방향을 따라 이격되게 설치되고, 각각 제1 단 임펠러(30) 및 제2 단 임펠러(40)이며, 이중 반전 팬(100)이 작동하면, 기류는 제1 단 임펠러(30)에서 제2 단 임펠러(40) 방향으로 송풍된다. 두 단계의 임펠러는 이격되게 설치되고, 제1 단 임펠러(30) 및 제2 단 임펠러(40)는 회전 속도가 상이할 수 있거나, 회전 방향이 상이할 수도 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 적어도 하나의 임펠러는 복수 루프의 블레이드를 구비하고, 다시 말하면, 제1 단 임펠러(30)는 복수 루프의 블레이드를 구비할 수 있는 반면, 제2 단 임펠러(40)는 단일 루프의 블레이드만 구비하거나; 또는 제2 단 임펠러(40)는 복수 루프의 블레이드를 구비하는 반면, 제1 단 임펠러(30)는 단일 루프의 블레이드만 구비하거나; 또는 제2 단 임펠러(40) 및 제1 단 임펠러(30)는 모두 복수 루프의 블레이드를 구비한다. 어느 하나의 임펠러가 복수 루프의 블레이드를 구비할 때, 두 루프의 블레이드, 또는 세 루프의 블레이드를 구비할 수도 있으며, 여기서 한정하지 않는다.

복수 루프의 블레이드는 임펠러의 반경 방향을 따라 배열되고, 각 루프의 복수의 블레이드는 임펠러의 허브(60) 주위에 이격되게 배치되고, 인접한 두 루프의 블레이드 사이에는 스페이서 링(50)이 연결되어 있다. 스페이서 링(50) 및 복수 루프의 블레이드가 구비된 임펠러는, 이중 반전 팬(100)의 단일 단계의 임펠러의 전체적인 강성을 크게 개선시킬 수 있어, 블레이드가 장기간 회전하는 동안 쉽게 변형되지 않는다.

두 단계의 임펠러가 모두 단일 루프의 블레이드인 이중 반전 팬(100)과 비교하여, 적어도 제1단 임펠러를 복수 루프의 블레이드로 설정하면 출구 풍장의 균일성을 크게 개선시킬 수 있다.

아래에 도 5 및 도 6에 도시된 풍장의 예시도를 참조하여 설명하면, 도 5는 두 단계의 임펠러가 모두 두 루프의 블레이드인 이중 반전 팬(100) 출구 풍장의 예시도이고, 도 6은 두 단계의 임펠러가 모두 단일 루프의 블레이드인 이중 반전 팬(100) 출구 풍장의 예시도이다.

도 6으로부터 알 수 있다시피, 두 단계의 임펠러가 모두 단일 루프의 블레이드인 경우, 출구 풍장은 축선에 가까운 위치에서 비교적 큰 저속 재순환 영역을 가지고, 바람 감각이 비교적 약하며, 출구 풍장의 최대 속도는 블레이드 팁(blade tip)에 가까운 블레이드의 상단 중간 위치에 나타난다.

도 5로부터 알 수 있다시피, 두 단계의 임펠러가 모두 두 루프의 블레이드일 때, 재순환 영역이 여전히 축선에 가까운 중간 위치에 존재하지만, 재순환 영역은 크게 축소된다. 출구 풍장의 풍력은 더 균일한 경향이 크다. 단일 루프의 블레이드에 비해, 출구 풍장의 균일성이 개선되어, 사용자의 편안한 체험이 향상된다.

이해할 수 있는 것은, 임펠러에서 회전 축선에서 거리가 가까울수록, 선형 속도가 낮아지므로, 바람의 감각은 일반적으로 허브(60)에 인접한 팬의 바람의 출구 측에서 약하다. 그러나, 임펠러에서 회전 축선에서 멀어질수록, 선형 속도가 빨라지고, 작업 능력이 강해진다. 임펠러가 단일 루프의 블레이드인 경우, 회전 축선에 인접한 출구 풍장의 영역에서 풍력이 약하고, 풍압이 낮은 반면, 주변의 외부 루프의 풍압이 비교적 높으므로, 재순환 영역은 임펠러에 인접한 출구 풍장에서 생성될 수 있다.

하지만 임펠러가 두 루프 심지어 더욱 많은 루프의 블레이드를 구비할 때, 내부 루프의 블레이드 및 외부 루프의 블레이드가 동일한 프로파일 및 동일한 개수를 가지더라도, 내부 루프의 블레이드 및 외부 루프의 블레이드 사이에 스페이서 링(50)이 설치되어, 지지력이 향상되고, 작업 능력도 따라서 향상되며, 동일한 속도에서 복수의 루프 임펠러가 회전할 때 바람의 감각이 더욱 강해진다. 따라서 출구 풍장은 상당히 균일한 경향을 나타낸다.

설명해야 할 것은, 본 명세서에서 언급된 내부 루프 및 외부 루프는 모두 상대적인 개념이고, 즉 임펠러가 두 루프 심지어 더욱 많은 루프의 블레이드를 구비할 때, 임의의 두 루프의 블레이드 사이의 임펠러의 회전 축선에 인접한 블레이드를 내부 루프의 블레이드라고 지칭하고, 임펠러의 회전 축선으로부터 멀리 떨어진 블레이드를 외부 루프의 블레이드라고 지칭한다.

풍장의 향상된 균일성에 더하여, 복수 루프의 블레이드를 구비한 임펠러는 다른 이점이 있다. 구체적으로, 종래의 임펠러의 경우, 블레이드가 허브(60)로부터 멀어질수록, 블레이드의 강성은 낮아지고, 블레이드의 지지력이 약해져, 작업 능력도 제한을 받는다. 하지만 스페이서 링(50)이 설치된 임펠러의 경우, 인접한 두 루프의 블레이드에서, 내부 루프의 블레이드는 블레이드 팁에서 스페이서 링(50)에 연결되고, 외부 루프의 블레이드는 블레이드 루트에서 스페이서 링(50)에 연결되어, 블레이드의 강성은 크게 향상된다.

또한 단일 루프를 구비한 임펠러와 비교하여, 복수 루프의 블레이드를 구비한 임펠러는, 상이한 루프의 블레이드에 대해 상이한 블레이드 프로파일을 채택하고, 내부 루프의 블레이드의 선형 속도는 작지만 강성 및 강도가 더욱 큰 특성을 이용하여, 더욱 쉽게 회전할 수 있는 블레이드 프로파일을 사용하는 등과 같이 구조를 다양하게 변경할 수 있으며, 작업 능력이 더욱 강화될 수 있다. 예를 들어, 내부 루프의 블레이드 개수는 외부 루프의 블레이드 개수보다 더 크게 설정할 수 있으므로, 블레이드 밀도를 증가시킴으로써 내부 루프 작업 능력을 증가시킬 수 있다. 다른 예를 들어, 내부 루프의 블레이드의 굽힘 각도를 외부 루프의 블레이드 굽힘 각도보다 크게 설정하거나, 또는 내부 루프의 블레이드의 축 방향 치수를 변경할 수도 있다.

물론, 팬에 단일 임펠러만 있으면, 상기 임펠러가 두 루프 또는 세 루프의 블레이드를 구비하더라도, 출구 풍장의 바람 감각은 여전히 크게 약화될 것이다.

구체적으로, 단일 임펠러가 회전하면, 후프 와류형 풍장이 형성되고, 블레이드 팁에서 블레이드 팁 기류 누출 와류가 발생한다. 임펠러에 두 개 또는 더 많은 루프의 블레이드가 설치된 경우, 각 스페이서 링(50) 위치에서, 스페이서 링(50)의 외측에 하나의 루프의 블레이드의 루트가 연결되고, 스페이서 링(50)의 내측에 블레이드의 팁이 연결되며, 스페이서 링(50)의 바람 출구 풍장에서 형성된 와류의 상태는 복잡하고, 이는 추가적인 기류 소음뿐만 아니라, 또한 난류 기류는 기류를 불안정하게 만들고, 또한 풍압을 소모한다.

그러나 두 개의 임펠러가 동시에 회전하고, 구조적 파라미터를 합리적으로 설정한다는 전제 하에, 두 단계의 임펠러(30, 40)에 의해 생성되는 배출 바람은 상호 이중 반전이 가능하다. 특히 회전 방향이 서로 반대인 두 단계의 임펠러 사이에서, 생성된 기류 회전 방향은 서로 반대된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 단 임펠러(40)에 의해 생성된 와류 소용돌이는 제1 단 임펠러(30)에 의해 생성된 와류 소용돌이에 의해 회전 해제되거나, 또는 제1 단 임펠러(30)에 의해 분출되는 직풍에 의해 흩어져서, 중간 부분의 직풍은 강화되어, 이중 반전 팬(100)의 배출 바람의 안정성을 촉진하며, 직풍의 송풍 거리가 길므로, 제2 단 임펠러(40)의 주변에서 넓은 바람이 외부로 확산될 수 있다.

설명해야 할 것은, 본 발명의 실시예의 이중 반전 팬(100)은 선풍기, 서큘레이터, 환기 팬, 공조 팬 등과 같이 바람을 배출해야 하는 장치에 적용될 수 있고, 본 발명의 실시예의 이중 반전 팬(100)은 주로 열 교환 대신 공기의 흐름을 촉진하기 위해 사용된다.

설명해야 할 것은, 본 명세서에서 언급된 굽힘 각도는, 블레이드가 리딩 에지(Leading Edge, LE)에서 테일 에지로 연장되는 과정에서, 블레이드가 원주 방향으로의 굽힘 변화 각도를 의미하고, 즉 블레이드의 리딩 에지 장착 각도와 테일 에지 장착 각도의 차이값이다. 임펠러의 블레이드는 모두 리딩 에지 및 테일 에지("테일 에지"는 "후단 에지"로도 지칭됨)를 갖는다는 것은 당업계에 잘 알려져 있으며, 유체의 흐름 방향을 따라 판단할 때, 유체는 블레이드의 리딩 에지에서 블레이드 통로로 유입되고, 블레이드의 테일 에지에서 블레이드 통로로 유출된다.

도 7을 참조하면, 임펠러와 동축인 동일한 직경의 원통형 표면과 블레이드가 교차되어 형성된 초승달형의 절단면을 사용하여, 도면에서는 설명의 편의를 위해 LE로 블레이드의 리딩 에지를 도시하고, TE로 블레이드의 테일 에지를 도시한다. 상기 절단면의 중심 호형 곡선의 리딩 에지 LE 위치에서의 접선과, 동일한 직경의 원통형 표면에서의 리딩 에지 LE의 접선 사이의 협각은 리딩 에지 장착 각도 β_1m이라고 한다. 상기 절단면의 중심 호형 곡선의 테일 에지 TE 위치에서의 접선과, 동일한 직경의 원통형 표면에서의 테일 에지 TE의 접선 사이의 협각은 테일 에지 장착 각도 β_2m이라고 한다. 리딩 에지 장착 각도 β_1m과 테일 에지 장착 각도 β_2m의 차이값은 굽힘 각도 Δβ와 같다.

본 발명의 일부 실시예에 있어서, 도 1, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 스페이서 링(50)을 구비한 임펠러에서, 인접한 두 루프의 블레이드 중, 내부 루프의 블레이드의 굽힘 각도는 외부 루프의 블레이드의 굽힘 각도보다 크다. 내부 루프의 블레이드 강성이 크고, 지지력이 강하며, 외부 루프의 블레이드의 프로파일에 영향을 주지 않으므로, 내부 루프의 블레이드의 굽힘 각도를 증가하도록 설계함으로써, 내부 루프의 블레이드의 작업 능력을 향상시킬 수 있다.

내부 루프의 블레이드의 굽힘 각도가 클수록, 내부 루프를 통과하는 동안 기류의 회전 진폭이 커지고, 기류 소용돌이가 더 많이 발생한다. 출구 기류에서 기류 소용돌이가 많을수록, 팬의 작업 능력이 더욱 강하고, 즉 풍량, 풍압이 더욱 크다. 그 결과, 한편으로는 이중 반전 팬(100) 중간 위치의 바람 배출 용량이 증가하고, 다른 한편으로는 허브(60)에 근접한 모터(10)의 열 방출 및 냉각을 가속화시킬 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에 있어서, 스페이서 링(50)을 구비한 임펠러에서, 인접한 두 루프의 블레이드 중, 내부 루프의 블레이드의 개수는 외부 루프의 블레이드의 개수와 같다. 다른 일부 실시예에 있어서, 도 1, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 스페이서 링(50)을 구비한 임펠러에서, 인접한 두 루프의 블레이드 중, 내부 루프의 블레이드의 개수는 외부 루프의 블레이드의 개수보다 많다. 설계된 내부 루프의 블레이드의 개수가 많을수록 내부 루프의 작업 능력이 약한 결함을 해결하고, 이중 반전 팬(100) 배출 바람의 균일성을 향상시킬 수 있다. 내부 루프의 블레이드 및 외부 루프의 블레이드 사이에 스페이서 링(50)이 설치되어, 스페이서 링(50)에서 블레이드의 굽힘 각도가 증가된다.

본 발명의 일부 실시예에 있어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 두 루프의 블레이드를 구비한 임펠러에서, 스페이서 링(50)의 직경과 허브(60)의 직경 사이의 차이 값은 내부 링 차이이고, 외부 루프의 블레이드의 외경과 허브(60) 직경 사이의 차이 값은 외부 링 차이이며, 내부 링 차이는 적어도 외부 링 차이의 0.3배이고, 내부 링 차이는 외부 링 차이의 0.7배를 초과하지 않는다. 구체적으로, 허브(60)의 직경은 r1이고, 스페이서 링(50)의 직경은 r2이며, 외부 루프의 블레이드의 외경은 r3이고, r1, r2, r3은 r2와 r1의 차이값 및 r3과 r1의 차이값의 비율 범위가 0.3~0.7인 것을 만족하며, 즉 (r2-r1)/(r3-r1)의 비율은 0.3~0.7이라는 관계식을 만족한다. 여기서, 외부 루프의 블레이드의 외경은 모두, 모든 외부 루프의 블레이드가 회전 축선으로부터 가장 먼 지점이 위치한 원의 직경을 의미한다.

외부 루프의 블레이드가 더 많이 비틀리도록 설계되면, 더 큰 값을 취하고, 즉 외부 루프의 블레이드의 림 직경 및 내부 루프의 블레이드의 림 직경 사이의 차이는 비교적 작으며, 증가해야 하는 내부 루프의 풍장 면적은 비교적 커서, 외부 루프의 블레이드가 큰 비틀림으로 인해 회전 중에 쉽게 파손되지 않도록 하며; 외부 루프의 블레이드가 덜 비틀리도록 설계된 경우, 더 작은 값을 취하고, 즉 외부 루프의 블레이드의 림 직경 및 내부 루프의 블레이드의 림 직경 차이가 비교적 크고, 증가해야 하는 내부 루프의 풍장 면적은 비교적 작아서, 외부 루프의 블레이드가 쉽게 파손되지 않는다. 이는 외부 루프의 블레이드의 강도 문제 및 내부 루프의 블레이드의 바람의 순환 능력을 종합적으로 고려하여 얻은 결과이다.

본 발명의 일부 실시예에 있어서, 스페이서 링(50)의 두께는 블레이드의 최대 두께보다 작거나 같다. 임펠러의 블레이드가 너무 두껍게 설계되면 두 가지 측면의 소음 영향이 발생하는데, 제1 단 임펠러(30)의 블레이드가 너무 두꺼우면, 테일 에지 웨이크(wake)는 제2 단 임펠러(40)의 블레이드 리딩 에지를 간섭하여, 충격 소음이 발생한다. 제2 단 임펠러(40)의 블레이드가 너무 두꺼워도 제2 단 임펠러(40)의 스페이서(50) 부분의 웨이크 광대역 소음을 발생한다. 따라서 스페이서 링(50) 및 블레이드의 두께는 합리적으로 설계되어야 하고, 적절한 두께 차이를 선택함으로써, 소음을 줄이고, 미관을 높이며, 이중 반전 팬 (100)의 더 우수한 바람 배출 성능을 유지한다.

선택적으로, 스페이서 링(50)의 전체 표면은 매끄러운 원호 표면이다. 스페이서 링(50)의 전면부, 측면부 또는 후면부는 추가적인 기류 소음의 발생을 방지하기 위해 모두 원형 또는 타원형 헤드 등 매끄러운 원호형으로 설계되어야 한다.

선택적으로, 외부 루프의 블레이드는 스페이서 링(50)의 외벽과 연결되고, 내부 루프의 블레이드의 일단은 스페이서 링의 내벽과 연결되며, 내부 루프의 블레이드 타단은 허브(60)와 연결된다. 이러한 방식으로 내부 루프 및 외부 루프의 블레이드가 고속 회전하는 동안, 쉽게 구부러지지 않는다.

본 발명의 일부 실시예에 있어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 모터는 두 개이며, 두 개의 모터는 각각 두 개의 임펠러에 연결되고, 두 개의 임펠러는 동축으로 설치된다. 두 개의 모터(10)는 각각 제1 단 임펠러를 제어하여, 모터(10)의 회전 속도를 조정하여, 두 단계의 임펠러의 회전 속도의 변경을 용이하게 하고, 설치 및 배치가 용이하여, 이중 반전 팬(100)의 대칭성에 유리하다. 두 개의 임펠러는 각각 잠금 너트(61)를 통해 모터(10)의 모터 축과 연결된다.

본 발명의 일부 실시예에 있어서, 모터(10)는 하나이고, 모터(10)와 적어도 하나의 임펠러 사이에 전달 메커니즘이 연결되어 있다 단일 모터(10)를 사용하여 회전 구동을 수행하고, 이중 반전 팬(100)의 전체적인 소음을 진일보 줄일 수 있으며, 이중 반전 팬(100)의 구조를 단순화할 수 있다. 여기서 전달 메커니즘은 유성 기어 메커니즘으로, 구체적으로, 모터 축은 모두 모터(10)의 양단에서 축 방향으로 외측으로 연장되고, 모터 축의 일단은 제1 단 임펠러(30)의 허브(60)에 연결되고, 모터 축의 타단은 유성 기어 메커니즘을 통해 제2 단 임펠러(40)의 허브(60)에 연결되며, 유성 기어 메커니즘은 기존 기술에서 공지된 유성 메커니즘의 방안을 사용할 수 있고, 여기서 한정하지 않는다. 따라서, 이중 반전 팬(100)은 전체적으로 콤팩트하고, 제2 단 임펠러(40) 및 제1 단 임펠러(30)가 회전할 때 소음이 더 적으며, 회전 속도 비율은 전달 메커니즘의 선택을 통해 조절될 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이, 이중 반전 팬(100)은 지지대(20)를 더 포함하고, 모터(10)는 지지대에 설치되며, 두 개의 임펠러는 지지대(20)의 서로 대향하는 양측에 각각 위치한다. 지지대(20)는 두 단계의 임펠러의 회전을 지지하여, 회전의 안정성을 높인다.

선택적으로, 지지대(20)는 내부 지지판, 외부 지지링(21) 및 복수의 방사봉(22)을 포함한다. 여기서, 모터(10)는 내부 지지판(모터 지지대에 해당됨)에 고정되고; 외부 지지링(21)은 내부 지지판의 외부를 감싸며; 복수의 방사봉(22)은 내부 지지판 주위에 배치되며, 각 방사봉(22)의 일단은 내부 지지판에 연결되고, 각 방사봉(22)의 타단은 상기 외부 지지링(21)에 연결된다. 내부 지지판은 모터 설치를 위해 지지 및 공간을 제공하고, 방사봉(22) 및 외부 지지링(21)의 구조적 배치는 기류에 대한 간섭을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 실시예의 방안을 더 잘 이해하기 위해, 아래에 도 1 내지 도 5를 결합하여 본 발명의 구체적인 실시예에서 이중 반전 팬(100)의 구조를 설명한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 단 임펠러(30), 제2 단 임펠러(40), 모터(10) 및 지지대(20)를 포함한 이중 반전 팬(100)이다. 여기서 제1 단 임펠러(30) 및 제2 단 임펠러(40)는 축 방향을 따라 이격되게 배치되고, 이중 반전 팬(100)이 회전하는 동안, 기류는 제1 단 임펠러(30)에서 제2 단 임펠러(40)의 방향으로 송풍된다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 단 임펠러(30), 제2 단 임펠러(40)는 모두 반경 방향을 따라 배열된 내부 루프의 블레이드 및 외부 루프의 블레이드를 구비하고, 내부 루프의 블레이드 및 외부 루프의 블레이드 사이에는 모두 스페이서 링(50)을 사용하여 이격되며, 여기서 내부 루프의 블레이드의 일단은 허브(60)에 연결되고, 내부 루프의 블레이드의 타단은 스페이서 링(50)에 연결되며, 외부 루프의 블레이드는 스페이서 링(50)의 외부에 연결된다.

내부 루프의 블레이드의 굽힘 각도는 외부 루프의 블레이드의 굽힘 각도보다 모두 크고, 내부 루프의 블레이드의 개수는 외부 루프의 블레이드의 개수보다 모두 많다. 스페이서 링(50)의 두께는 블레이드의 최대 두께보다 작다. 스페이서 링(50)의 각 부분은 모두 매끄러운 원호 표면으로 설정된다.

모터 축은 모터(10)의 양단에서 축 방향으로 외측으로 연장되고, 일단은 제1 단 임펠러(30)와 연결되고, 타단은 전달 메커니즘을 통해 제2 단 임펠러(40)와 연결된다. 모터(10)는 지지대의 내부 지지판에 설치된다.

지지대(20)는, 외부 지지링(21) 및 방사봉(22)을 더 포함하고, 외부 지지링(21)은 내부 지지판의 외부를 감싼다. 복수의 방사봉(22)은 내부 지지판 주위에 배치되며, 각 방사봉(22)의 일단은 내부 지지판에 연결되고, 각 방사봉(22)의 타단은 상기 외부 지지링(21)에 연결된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 허브(60)에 가까운 이중 반전 팬(100)의 중간 부분에 있는 풍장의 재순환 영역은 비교적 작으므로, 전체 출풍 풍장은 비교적 균일하며, 광범위한 바람과 장거리 직풍이 모두 존재한다. 제1 단 임펠러(30)가 반 시계 방향으로 회전할 때, 제2 단 임펠러(40)는 시계 방향으로 회전하고; 반대로, 제1 단 임펠러(30)기 시계 방향으로 회전할 때, 제2 단 임펠러(40)는 반 시계 방향으로 회전한다.

본 발명의 설명에서, 이해해야 할 것은, "중심", "길이", "상", "하", "전", "후", "내", "외", "시계 방향", "반 시계 방향", "축 방향", "반경 방향" 등 용어가 지시하는 방위 또는 위치 관계는 도면에서 도시된 방위 또는 위치 관계에 기반하고, 단지 본 발명을 용이하고 간단히 설명하기 위한 것일 뿐이지, 해당 장치 또는 구성 요소가 반드시 특정된 방위를 구비하거나, 특정된 방위로 구성되고 동작되어야 함을 지시하거나 암시하는 것은 아니므로, 본 발명에 대한 한정으로 해석되어서는 안 된다.

또한, 용어 "제1", "제2"는 설명 목적을 위한 것일 뿐, 상대적인 중요성을 나타내거나 암시하거나 지정된 기술적 특징의 수를 암시적으로 나타내는 것으로 이해되어서는 안 된다. 따라서, "제1 단 임펠러", "제2 단 임펠러"가 "제1","제2"에 의해 한정되는 특징은 명시적 또는 암시적으로 하나 또는 더욱 많은 상기 특징을 포함할 수 있다.

본 발명의 설명에서, 별도의 명확하고 구체적인 한정이 없는 한, "복수 개"의 의미는 두 개 이상이다.

본 발명에 있어서, 별도의 명확한 규정 및 한정이 없는 한, 용어 "설치", "상호 연결", "연결", "고정" 등의 용어는 광범위한 뜻으로 이해되어야 하고, 예들 들어, 고정 연결을 의미할 수 있으며, 분리형 연결, 또는 통합 연결을 의미할 수도 있으며; 기계적 연결, 전기적 연결을 의미할 수도 있으며; 직접적인 상호 연결을 의미할 수도 있고, 매체를 통한 간접적인 연결을 의미할 수도 있으며, 두 구성 요소의 내부 통신 또는 두 구성 요소의 상호 작용 관계를 의미할 수도 있다. 본 분야의 통상의 지식을 가진 기술자에게는, 구체적인 경우에 따라 상기 용어가 본 발명에서의 구체적인 의미를 이해될 수 있다.

본 발명에 있어서, 별도의 명확한 규정 및 한정이 없는 한, 제1 특징이 제2 특징에 대해 "상" 또는 "하"에 있다는 것은, 제1 특징 및 제2 특징이 직접 접촉하거나, 제1 특징 및 제2 특징이 중간 매체를 통해 간접적으로 접촉하는 것일 수 있다. 또한, 제1 특징이 제2 특징의 "...의 위에","위쪽" 및 "상면"에 있다는 것은, 제1 특징이 제2 특징의 바로 위 또는 비스듬히 위에 있음을 나타내거나, 단순히 제1 특징의 수평 높이가 제2 특징보다 높은 것을 나타낼 수 있다. 제1 특징이 제2 특징의 "...의 아래에"、"아래쪽" 및 "하면"에 있다는 것은, 제1 특징이 제2 특징의 바로 아래 또는 비스듬히 아래 방향에 있음을 나타내거나, 단순히 제1 특징의 수평 높이가 제2 특징보다 낮은 것을 나타낼 수 있다.

본 명세서의 설명에 있어서, 용어 "일 실시예", "일부 실시예", "예", "구체적 예" 또는 "일부 예" 등의 설명은 상기 실시예 또는 예에서 설명된 구체적인 특징, 구조, 재료 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예 또는 예에 포함된다는 것을 뜻한다. 본 명세서에서, 상기 용어에 대한 예시적 표현은 반드시 동일한 실시예 또는 예를 대상으로 해야 되는 것은 아니다. 또한, 설명된 구체적 특징, 구조, 재료 또는 특성은 어느 하나 또는 복수 개의 실시예 또는 예에서 적절한 방식으로 결합될 수 있다. 또한, 서로 모순되지 않는 경우, 본 분야의 기술자는 본 명세서에서 설명된 상이한 실시예 또는 예 및 상이한 실시예 또는 예의 특징을 결합 및 조합할 수 있다.

이상 본 발명의 실시예를 도시 및 설명하였으나, 전술한 실시예는 예시적이고, 본 발명에 대한 한정으로 해석되어서는 안 되며, 본 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위 내에서 상기 실시예에 대해 변경, 수정, 대체 및 변형을 할 수 있음을 이해할 수 있다.

100: 이중 반전 팬
10: 모터
20: 지지대
21: 외부 지지링
22: 방사봉
30: 제1 단 임펠러
40: 제2 단 임펠러
50: 스페이서 링
60: 허브
61: 잠금 너트

Claims

이중 반전 팬으로서,
두 개의 임펠러 및 모터를 포함하며;
축 방향을 따라 이격되게 배치된 두 개의 상기 임펠러는, 제1 단 임펠러 및 제2 단 임펠러로 나뉘고, 상기 이중 반전 팬이 작동하면 기류는 상기 제1 단 임펠러에서 상기 제2 단 임펠러를 향하는 방향으로 송풍되며, 적어도 하나의 상기 임펠러에는 상기 임펠러의 반경 방향을 따라 배열된 복수 루프의 블레이드가 구비되고, 각 루프의 복수의 상기 블레이드는 상기 임펠러의 허브 주위에 서로 이격되게 배치되고, 인접한 두 루프의 상기 블레이드 사이에는 스페이서 링이 연결되어 있고;
상기 모터는 두 개의 상기 임펠러를 회전시키도록 구동하기 위한 것이며,
상기 스페이서 링이 구비된 상기 임펠러에서, 인접한 두 루프의 상기 블레이드마다, 내부 루프의 상기 블레이드의 굽힘 각도는 외부 루프의 상기 블레이드의 굽힘 각도보다 크거나 같고,
상기 굽힘 각도는, 상기 임펠러와 동축인 동일한 직경의 원통형 표면과 상기 블레이드가 교차되어 형성된 단면에 있어서, 상기 단면의 중심 호형 곡선의 리딩 에지에서의 접선과, 동일한 직경의 원통형 표면에서의 상기 리딩 에지의 접선이 이루는 각도인 리딩 에지 장착 각도 및 상기 단면의 중심 호형 곡선의 테일 에지에서의 접선과, 동일한 직경의 원통형 표면에서의 상기 테일 에지의 접선이 이루는 각도인 테일 에지 장착 각도의 차이값이며,
상기 제1단 임펠러 및 제2단 임펠러를 평면화했을 때, 상기 제1단 임펠러가 회전에 의해 통과하는 영역의 외연 및 상기 제2단 임펠러가 회전에 의해 통과하는 영역의 외연이 동일한 것을 특징으로 하는 이중 반전 팬.
삭제
제1항에 있어서,
상기 스페이서 링이 구비된 상기 임펠러에서, 인접한 두 루프의 상기 블레이드 중, 내부 루프의 상기 블레이드의 개수는 외부 루프의 상기 블레이드의 개수보다 많거나 같은 것을 특징으로 하는 이중 반전 팬.
제1항에 있어서,
두 루프의 상기 블레이드를 구비한 상기 임펠러에서, 상기 스페이서 링의 직경과 상기 허브의 직경 사이의 차이 값은 내부 링 차이이고, 외부 루프의 상기 블레이드의 외경과 상기 허브의 직경 사이의 차이 값은 외부 링 차이이며, 상기 내부 링 차이는 적어도 상기 외부 링 차이의 0.3배이고, 상기 내부 링 차이는 상기 외부 링 차이의 0.7배를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 이중 반전 팬.
제1항에 있어서,
상기 스페이서 링의 두께는 상기 블레이드의 최대 두께보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 이중 반전 팬.
제1항에 있어서,
상기 스페이서 링의 전체 표면은 매끄러운 원호 표면인 것을 특징으로 하는 이중 반전 팬.
제1항에 있어서,
상기 모터는 두 개이며, 두 개의 상기 모터는 각각 두 개의 상기 임펠러에 연결되고, 두 개의 상기 임펠러는 동축으로 설치되는 것을 특징으로 하는 이중 반전 팬.
제1항에 있어서,
상기 모터는 하나이고, 상기 모터와 적어도 하나의 상기 임펠러 사이에 전달 메커니즘이 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 이중 반전 팬.
제1항에 있어서,
지지대를 더 포함하고, 상기 모터는 상기 지지대에 배치되고, 상기 두 개의 임펠러는 상기 지지대의 서로 대향하는 양측에 각각 위치하는 것을 특징으로 하는 이중 반전 팬.
제9항에 있어서,
상기 지지대는, 내부 지지판, 외부 지지링 및 복수의 방사봉을 포함하며;
상기 내부 지지판에는 상기 모터가 고정되고;
상기 외부 지지링은 상기 내부 지지판의 외부를 감싸며;
상기 복수의 방사봉은 상기 내부 지지판 주위에 배치되며, 각각의 상기 방사봉의 일단은 상기 내부 지지판에 연결되고, 각각의 상기 방사봉의 타단은 상기 외부 지지링에 연결되는 것을 특징으로 하는 이중 반전 팬.