전방 곡선 모터화 임펠러
신선한 공기를 공급하든 공정 냉각을 위해 필요한 체적 유량을 정의했다면, 팬이 적용 환경에서 마주하게 될 흐름 저항을 고려해야 합니다. 체적 유량(m³/hr)과 압력(Pa, 파스칼)은 팬이 작동해야 하는 작동점(duty point)을 결정합니다. 최대 효율 지점 또는 그 근처에서 필요한 작동점을 충족하는 성능 특성을 가진 팬을 선택하는 것이 중요합니다. 팬을 최대 효율로 사용하면 필요한 성능을 제공하는 동시에 전력 소비와 팬에서 발생하는 소음을 최소화할 수 있습니다.
전방 곡선형 원심 팬은 어떻게 작동하나요?
'원심 팬'이라는 이름은 공기 흐름 방향과 공기가 축방향으로 임펠러에 유입되어 팬 외주에서 바깥쪽으로 배출되는 방식에서 유래되었습니다. 전진 및 후진 원심 팬의 흐름 방향 차이는 공기가 임펠러 원주를 빠져나가는 방향입니다. 후진 임펠러의 경우 공기가 반경 방향으로 배출되는 반면, 전진 임펠러의 경우 공기가 팬 원주에서 접선 방향으로 배출됩니다.
전향형 원심 팬은 원통형 모양과 임펠러 원둘레에 여러 개의 작은 날개가 있는 것이 특징입니다. 아래 예시에서는 팬이 시계 방향으로 회전합니다.
후곡형 임펠러와 달리, 전곡형 임펠러는 임펠러 블레이드 끝에서 나오는 고속 공기를 저속 정력으로 변환하는 하우징이 필요합니다. 하우징의 모양은 공기 흐름을 배출구로 유도합니다. 이러한 유형의 팬 하우징은 일반적으로 스크롤이라고 하지만, 볼류트 또는 시로코 하우징이라고도 합니다. 전곡형 임펠러를 스크롤 하우징에 설치하면 일반적으로 전곡형 블로워라고 합니다.
아래에 표시된 것처럼 앞으로 곡선형 모터 임펠러를 사용하는 블로어에는 두 가지 유형이 있습니다.
왼쪽의 단일 흡입구 블로워는 하우징 한쪽에서 원형 흡입구를 통해 공기를 흡입하여 사각형 배출구(마운팅 플랜지가 있는 그림 참조)로 보냅니다. 이중 흡입구 블로워는 스크롤 하우징이 더 넓어 스크롤 양쪽에서 공기를 흡입하여 더 넓은 사각형 배출구로 보냅니다.
뒤로 휘어진 원심 팬과 마찬가지로 임펠러 블레이드의 흡입 측은 팬 중앙에서 공기를 끌어들여 흡입구와 배출구 사이의 공기 흐름 방향이 90°로 변경됩니다.
팬 특성
전향형 원심 팬의 최적 작동 영역은 고압에서 작동할 때입니다. 전향형 원심 팬은 저유량에 대해 고압이 필요할 때 가장 효과적입니다. 아래 그래프는 최적 작동 영역을 보여줍니다…
체적 유량은 X축에, 시스템 압력은 Y축에 표시됩니다. 시스템에 압력이 없을 때(팬이 자유롭게 회전할 때), 전향 곡선 원심 팬은 가장 큰 체적 유량을 생성합니다. 팬의 흡입 또는 배출 쪽에 흐름 저항이 가해지면 체적 유량은 감소합니다.
저압 및 최대 유량에서 작동하는 전향 곡선형 송풍기를 선택할 때는 주의해야 합니다. 이 시점에서 임펠러는 곡선의 안장점에서 작동하는 축류 팬과 마찬가지로 공기역학적 정지 상태에서 작동합니다. 이 시점에서 난류로 인해 소음과 전력 소비가 최대치에 도달합니다.
최대 효율은 특성 곡선의 'knee'라고 불리는 지점에 있습니다. 이 지점에서 팬의 출력 전력(유량(m3/s) x 정압(Pa))과 전력 입력(W)의 비율이 최대가 되고, 팬에서 발생하는 소음은 가장 조용해집니다. 최적 작동 범위 이상과 이하에서는 팬을 통과하는 흐름이 더 시끄러워지고 팬 시스템의 효율이 감소합니다.
단일 입구 전향 곡선 모터 임펠러를 사용하는 이점은 가파른 팬 특성을 갖는다는 것입니다. 이는 특히 일정한 여과 수준이 필요한 시스템에 유용합니다. 공기가 미립자 필터를 통과하면서 필터는 공기 중 먼지와 꽃가루를 포집합니다. 여과 등급이 높을수록 필터에 포집되는 입자의 크기는 작아집니다. 시간이 지남에 따라 필터는 먼지와 이물질로 점점 더 막히게 되어 동일한 풍량을 공급하는 데 더 높은 압력이 필요합니다. 이 경우 가파른 특성 곡선을 가진 임펠러를 사용하면 필터가 점점 더 막히더라도 풍량은 일정하게 유지되는 반면 필터 전체의 압력은 증가합니다.
이중 입구 전향 곡선 임펠러를 사용하면 비교적 작은 크기의 송풍기로도 높은 유량을 공급할 수 있다는 장점이 있습니다. 반면, 이중 입구 송풍기를 사용하면 압력 발생량이 낮아져 저압 시스템에서만 작동할 수 있다는 단점이 있습니다.
장착 옵션
앞서 언급했듯이, 전향 곡선형 모터 임펠러는 블레이드 끝부분에서 고속 공기를 생성하는데, 이 공기의 방향을 바꾸고 속도를 줄여 동압을 정압으로 전환해야 합니다. 이를 위해 임펠러 주변에 스크롤을 설치했습니다. 스크롤 모양은 임펠러 중심에서 팬 배출구까지의 거리 비율에 따라 결정됩니다. 후향 곡선형 팬과 마찬가지로, 흡입 링과 임펠러 입구 사이에 약간의 겹침을 두는 것이 좋습니다. 두 가지 장착 고려 사항은 아래 그림에 나와 있습니다.
흡입 링 직경은 공기 재순환을 방지하기 위해 임펠러와 링 사이에 작은 간격만 허용해야 합니다.
장착 고려 사항 - 여유 공간
팬의 흡입구와 측면에 충분한 여유 공간을 확보하는 것이 중요합니다.
팬 흡입 측의 간격이 충분하지 않으면 흡입 속도가 증가하여 난류가 발생합니다. 공기가 임펠러를 통과하면서 난류가 심화되어 팬 블레이드에서 공기로의 에너지 전달 효율이 떨어지고, 소음이 증가하며 팬 효율이 저하됩니다.
흡입 및 배기 조건에 대한 일반적인 권장 사항은 다음과 같습니다.
입구 측
- 팬 입구로부터 팬 직경 거리의 1/3 이내에 흐름 방향의 방해나 변화가 없음
요약 – 왜 전방 곡선형 원심 팬을 선택해야 합니까?
필요한 운전점이 팬 특성상 시스템 압력이 높고 유량이 낮은 영역에 있는 경우, 단일 흡입구 전방 곡선형 원심 팬을 고려해야 합니다. 제한된 공간에서 높은 유량이 필요한 경우, 이중 흡입구 전방 곡선형 원심 팬을 고려해야 합니다.
팬은 최적 범위, 즉 특성 곡선의 무릎(knee) 부분에서 선택해야 합니다. 최대 효율 지점은 팬 특성 곡선에서 압력 한계에 가까워지면서 가장 조용하게 작동하는 지점입니다. 최적 범위를 벗어나는 운전(고유량 극한 지점)은 피해야 합니다. 이 지점에서 임펠러 블레이드의 난류와 공기역학적 효율로 인해 소음이 발생하고 임펠러가 공기역학적 정지 상태에서 작동하기 때문입니다. 저압, 고유량 운전 시에는 모터 과열 가능성이 있으므로 부하가 걸린 모터의 작동 온도를 고려해야 합니다.
임펠러 흡입구 쪽 공기는 가능한 한 매끄럽고 층류를 유지해야 합니다. 효율을 극대화하려면 팬 흡입구에 임펠러 직경의 최소 1/3의 여유 공간을 확보해야 합니다. 임펠러 흡입구와 겹치는 흡입 링(흡입 노즐)을 사용하면 공기가 팬을 통과하기 전에 유동 교란을 제거하고, 난류로 인한 소음을 줄이며, 작동 지점의 전력 소비를 최소화하고 효율을 극대화하는 데 도움이 됩니다.
가파른 작동 특성, 단일 흡입 블로어의 높은 압력 성능, 이중 흡입 블로어의 높은 유량 성능은 전방 곡선 팬이 광범위한 설비에 걸쳐 고려할 만한 유용한 옵션임을 의미합니다.
게시 시간: 2023년 8월 16일