원심 팬은 어떻게 작동합니까? 임펠러, 볼류트 및 모터 설명

작은 공기 냉각기나 주방 레인지 후드 내부를 살펴보면 동일한 패턴을 볼 수 있습니다. 즉, 공기가 모터 샤프트를 따라 들어가고 90도 회전한 다음 직각으로 하우징에서 나옵니다. 직각 방전은 원심 팬의 특징입니다. 블레이드 평면을 통해 공기를 직선으로 이동시키는 축류 팬과 달리 원심 임펠러는 공기를 반경 방향 바깥쪽으로 내보내고 볼류트 케이싱은 고속 공기 흐름을 정압으로 변환합니다.

실용적인 요점은 간단합니다. 응용 분야에 덕트, 필터 또는 댐퍼가 있는 경우 원심 팬은 동일한 크기의 축 팬보다 공기 흐름을 훨씬 더 잘 유지합니다. 그리고 임펠러는 적절한 속도에서만 압력을 발생시키기 때문에 모터는 나중에 고려되지 않습니다. 종이에 표시된 팬 곡선이 기계의 실제 공기 흐름이 될지 여부가 모터에 의해 결정됩니다.

원심 팬이란 무엇입니까? 90도 법칙

원심팬을 가장 빠르게 알아보는 방법은 흡입구와 배출구를 살펴보는 것입니다. 공기는 모터 샤프트와 평행하게 축 방향으로 임펠러 아이로 유입되어 모든 방향으로 바깥쪽으로 배출됩니다. 나선형 또는 스크롤 하우징은 방사형 흐름을 수집하여 하나의 배출구를 통해 안내하므로 원심 팬을 방사형 팬 또는 송풍기라고도 합니다.

90도 회전은 포장 선택이 아닙니다. 정압을 형성하는 메커니즘입니다. 공기는 운동 에너지를 가지고 임펠러를 떠납니다. 하우징은 속도를 늦추고 해당 에너지를 압력으로 변환합니다. 축류팬은 이러한 변환 단계가 없으므로 낮은 압력에서 높은 볼륨을 생성하지만 저항이 나타나면 빠르게 전달을 잃습니다.

작은 설치 공간과 오프셋 흡입구 덕분에 원심 팬을 HVAC 장비, 공기 냉각기 및 배기 시스템 내부에 쉽게 포장할 수 있습니다. 새로운 모터 구성을 계획하고 계시다면 당사의 모터 제품 라인 이 팬 제품군에 사용할 수 있는 메인 프레임 크기를 보여줍니다.

원심 팬을 통해 공기가 이동하는 방식: 흡입구, 임펠러, 볼류트

원심 팬은 3단계 에너지 기계입니다. 공기를 유입하고 빠르게 회전시킨 다음 속도를 줄여 압력을 생성합니다. 각 단계에는 전용 구성 요소가 있습니다.

입구 및 들어오는 공기

입구 또는 임펠러 아이는 임펠러 직경과 일치해야 합니다. 제한된 흡입구는 블레이드 팁을 고갈시키고 흐름과 효율성을 모두 감소시키는 부분적인 진공을 끌어옵니다. 벨 마우스 전 임펠러 직경의 최소 1배만큼 흡입 덕트를 직선으로 유지하십시오.

회전하는 임펠러

임펠러는 원심력이 실제 작동하는 곳입니다. 회전하면서 블레이드가 공기를 바깥쪽으로 밀어내고 방사형 및 접선 속도를 추가합니다. 모터 속도만이 아닌 팁 속도가 공기가 받는 에너지의 양을 결정합니다.

볼류트 케이싱

볼류트는 단면적이 점차 증가하는 나선형 채널입니다. 공기는 볼류트를 통과하면서 팽창하고 감속하며, 그 감속은 속도를 정압으로 변환합니다. 배출구 근처의 차단 간격은 소음과 효율성에 영향을 미치므로 하우징 형상은 블레이드 모양만큼 많은 주의를 기울여야 합니다. 공기 흐름은 낮지만 모터 전류는 정상인 경우 모터를 교체하기 전에 흡입 경로와 볼류트 차단을 검사하십시오.

세 가지 임펠러 블레이드 유형과 그 중요성

블레이드 곡률은 팬 곡선, 효율성 및 소음을 정의합니다. 잘못된 블레이드 유형을 선택하는 것은 가장 일반적인 OEM 사양 오류 중 하나입니다.

전방곡선, 후방곡선, 방사형 원심임펠러 비교
매개변수	전방 곡선	역곡선	방사형
블레이드 방향	회전 방향으로 곡선	회전에서 멀어지는 곡선	직선형, 대부분 방사형
일반적인 정압	중간	높음	중간 to high
효율 범위	60~75%	75~88%	60~72%
필요한 팁 속도	낮은	높음er	중간
소음 수준	낮은	중간-high	높음
일반적인 응용	팬코일 유닛, 소형 가전제품	산업용 팬, 공기청정기	먼지 처리, 물질 이송

소형 가전제품의 경우 전방으로 구부러진 블레이드는 더 낮은 팁 속도와 더 낮은 소음에서 적절한 압력을 제공합니다. 산업용 공기 시스템은 효율성과 압력을 높이기 위해 후방 곡선 블레이드를 사용합니다. 공기 중에 먼지나 끈적한 입자가 있으면 방사형 블레이드가 재료를 더 쉽게 떨어뜨리기 때문에 가장 안전한 옵션입니다.

원심 팬과 축 팬: 성능 균형

축형 및 원심형 팬은 동일한 작업을 위해 경쟁하는 경우가 거의 없습니다. 축형 팬은 저항이 거의 없이 큰 볼륨을 움직입니다. 원심 팬은 상당한 저항에 맞서 적당한 볼륨을 움직입니다. 필터, 코일, 긴 덕트 및 배기 스택은 모두 축류 팬이 효율적으로 극복할 수 없는 저항을 생성합니다.

차트는 일반적인 상대 곡선을 보여줍니다. 원심 팬은 더 높은 차단 압력으로 시작하고 공기 흐름이 증가함에 따라 더 균일한 전달을 유지합니다. 축류 팬은 빠르게 압력을 잃습니다. 압력과 조용한 작동을 위해 임펠러 크기를 보수적으로 조정하고 모터가 정격 지점 근처에서 작동하도록 하십시오. 모터 크기를 너무 크게 해도 임펠러가 일치하지 않는 문제는 해결되지 않습니다. 비용과 소음만 추가됩니다.

모터가 실제 팬 성능을 결정하는 방법

임펠러와 하우징이 고정되면 모터는 시동 토크, 속도 안정성, 소음, 전력 소비 및 수명 등 고객이 느끼는 것을 제어합니다. 가장 직접적인 모터 매개변수는 속도이며 극 수와 AC 라인 주파수로 설정됩니다.

50Hz 그리드에서 2극 유도 전동기는 동기 속도가 약 3000rpm, 4극 유도 전동기는 약 1500rpm, 6극 유도 전동기는 약 1000rpm입니다. 미끄러짐으로 인해 실제 속도는 약간 낮습니다. 60Hz에서는 이 값에 1.2를 곱합니다.

팬 관련 법률이 엄격하지 않기 때문에 이는 중요합니다. 공기 흐름은 속도에 따라 직접적으로 변하고, 정압은 사각형에 따라 변하며, 샤프트 동력은 큐브에 따라 변합니다. 팬이 10% 느리게 작동하면 공기 흐름은 약 10%, 압력은 약 20%, 흡수 전력은 약 30% 감소합니다. 출력을 변화시키는 가장 깔끔한 방법은 다음과 같은 인버터 정격 모터와 쌍을 이루는 주파수 변환기를 사용하는 것입니다. 가변 주파수 소형 송풍 모터 . 그러면 동일한 하우징이 기계적 댐퍼 없이 여러 유량 설정점을 제공할 수 있습니다. 실제 실패 사례의 경우 블로워 모터 기술 개요 프로토타입을 제작하기 전에 검토할 가치가 있는 일반적인 함정을 다룹니다.

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일상 장비에 원심 팬이 나타나는 곳

원심 팬은 선반 위에 혼자 앉아 있는 경우가 거의 없습니다. 그들은 무언가를 통해 공기를 밀어내기 위해 압력이 필요한 장비 내부에 묻혀 있습니다. 아래 차트는 우리가 협력하는 산업 전반에 걸쳐 애플리케이션의 일반적인 비중을 보여줍니다.

HVAC 및 환기(36%)
건조 및 냉각(21%)
정화 및 먼지 (18%)
프로세스 및 처리(15%)
기타 (10%)

HVAC 장비에서 팬은 코일 및 덕트 저항을 극복해야 합니다. 증발식 공기 냉각기에서 임펠러는 젖은 패드를 통해 공기를 끌어당기므로 모터는 습한 공기 흐름에서 작동하며 방습 절연과 긴 베어링 수명이 필요합니다. 증발 냉각 공기 냉각기 모터 해당 듀티 사이클을 중심으로 설계되었습니다.

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산업용 공기 청정기는 필터가 로드됨에 따라 저항이 축적됩니다. 대형 알루미늄 휠이 장착된 직접 구동 모터는 시간이 지나도 작동점을 더 잘 유지합니다. 에 대형 알루미늄 팬 산업용 공기 청정기 모터 그 견고함을 보여주는 대표적인 예입니다.

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구매 전: 모든 것을 변화시키는 5가지 사양 세부 사항

데이터시트를 읽는 것이 실제 작동 지점과 일치시키는 것보다 쉽습니다. 이러한 5가지 세부 사항은 OEM 조달 대화에서 가장 빈번한 불일치를 유발합니다.

정압 대 전체 압력. 정압은 덕트 저항을 극복하는 것입니다. 총 압력에는 속도 압력이 포함되며 항상 더 높습니다. 두 가지를 혼합하면 팬 크기가 작아집니다.
모터 속도 허용 오차. 몇 퍼센트의 속도 변화는 압력의 제곱 변화가 됩니다. 애플리케이션이 엄격한 경우 더 엄격한 속도 등급을 지정하십시오.
소음은 스펙트럼입니다. 동일한 dBA가 동일한 사운드를 의미하지는 않습니다. 앞으로 구부러진 블레이드는 저주파에서 윙윙거립니다. 방사형 블레이드는 광대역 소음을 생성합니다.
듀티 사이클 및 절연. 여러 시간 연속 작동하려면 클래스 F 또는 H 절연 및 정격 볼 베어링이 필요합니다. 10분 주기 모터는 연속 사용 시 과열될 수 있습니다.
배치 일관성. 공급업체의 잔액 등급을 확인하세요. 임펠러 불균형은 거의 모든 다른 요인보다 모터 베어링 수명을 빠르게 단축시킵니다.

이들 중 어느 것도 화려하지는 않지만 팬이 현장에서 6개월 후에도 여전히 활동할 수 있는지 여부는 각각에 따라 결정됩니다.