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현대식 산업용 고성능 팬의 발전

관리자
2019-02-08

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<그림 1> “자유 임펠러” 기본 구조도

 

현대식 산업용 고성능 팬의 발전

 

KARADZHI SERGEY 외 - 러시아

 

최근에 사용하는 원심 축류 임펠러는 국내외 경험을 토대로 개발되었다. 다양한 분야의 각기 다른 공기역학적 구성을 위한 고효율 원심 축류팬은 이와 같은 임펠러를 기본으로 한 구조로 설계되어 있다. 최적의 기술 솔루션으로 개발한 팬의 연속적인 생산라인을 단기간에 구축할 수 있었다. 기술적 결정이 현실화 되면 현대식 건물과 구조물의 환기장치의 에너지 소비량이 감소할 것이다.

 

▶핵심어 : 원심팬, 축류팬, 임펠러, 자유 임펠러, 관류팬, 효율

 

서론
일반 산업용 팬 개발 방향 :
• 에너지 효율 향상
• 정해진 치수와 속도에서 작용하는 송풍 면적 확대
• 소음 감소
• 해결해야 할 문제의 등급에 맞게 설계 성능 최적화

 

가장 중요한 사실은 첫째, 팬은 과학기술 발전 역사가 오랜 기술로써 이미 효율 면에서 정점에 도달하였기 때문에 (최고 92%), 개발 단계 하나하나에 더 많은 노력을 들여야 한다는 점이다. 둘째, 현재의 팬은 전반적으로 전력 소비뿐만 아니라 소음까지도 줄여야 하는 다각적 방향에서 개발이 이루어지고 있다. 아니면 펌프 유체의 온도를 높이면서 팬의 압력을 높여야 한다.
두 세가지 과학 분야가 접목된 다른 구체적인 사례도 들 수 있다. 우리는 환기설비 분야의 현대적 요구 수준에 부합하기 위한 노력과 함께 새로운 유망 기술 솔루션 연구, 개발, 실용화에 참여하고 있다. 본고에서는 우리가 해결한 문제 범위에서 방사형 및 축류형 일반 산업용 팬에 쓰인 여러 가지 기술 솔루션을 소개한다.


원심팬 “자유 임펠러”의 공기역학 구조
지난 20년간 공기역학 “자유 임펠러” 원리를 이용한 팬이 개발되었다. 이 원리는 날개가 뒤로 휘고 프레임에 입구 콘이 있으며 하우징은 없는 방사형 임펠러 구조를 기본으로 한다. 임펠러는 전기모터 축에 직접 설치하거나 풀리-벨트 변속기를 통해 연결하여 장착할 수 있다. 이 구조는 지붕형 팬 같은 곳에서 오랫동안 사용해 온 방식이다. 현재 이 구조는 급배기 시스템에서 가장 많이 사용하는 방식 중 하나이다.
크기가 충분히 크고 속도 수두가 사라지는 체적에서 임펠러 배출이 일어나고, 임펠러 동작은 정적 매개변수로 추정한다. 최근에는 에너지 절약 추세에 따라 이런 임펠러의 기하학적 구조를 최적화하여 정적 효율을 높이는방향으로 연구 개발이 이루어지고 있다.
현재 이런 공기역학적 기능은 이제 도달할 수 있는 최대 한계에 도달한 듯하다. 문제 해결에는 최적의 조건이
있다: 임펠러의 정적 효율을 높이려면 출구에서 날개의 각도를 줄여야 하나, 유량과 압력 계수를 높이려면 임펠러 출구에서 날개 설치 각도를 늘리고 폭도 넓혀야 한다.

 

중략...

 

출처 : REHVA Journal