BLOWER종류와 특성

[Kim byoungil]

 송풍기(BLOWER)

공기의 유동을 일으키는 기계장치로 유동을 일으키는 impeller, 날개차로 출입유동을 안내하는 casing으로 이루어진다. 송풍기의 분류는  날개차를 통과하는 유동의 특성에 의한 분류로 축류형 송풍기(Axial-flow fan)와 반경류형 송풍기(Radial-flow fan)  및 혼류형 송풍기(Mixed-flow fan)로 나눈다.

공기의 유동이 날개차의 회전축과 평행방향으로 발생하면 축류 송풍기라 하며  프로펠러형 송풍기인 가정용 선풍기가 잇다. 그리고 원심형 송풍기는 보통 날개차 입구 유동은 회전축 방향이나 출구 유동은 회전축의 직각 방향이 되도록 나선형의 케이싱을 사용하거나 날개차 입구 유동과 출구 유동이 둘 다 회전축 방향이 되도록 튜브형 케이싱을 사용하는 경우로 구별된다. 혼류형 송풍기는 날개차 내에서 축 방향과 반경 방향의 유동이 같이 존재하는 경우로 유량과 압력의 증가가 동시에 요구될 때 사용된다. 이외에 날개차의 회전에 의하지 않는 새로운 방식의 송풍기들이 특수 목적에 사용되기도 하는데, 압전 소자를 이용하여 모터가 필요없는 송풍기가 사용되기도 한다. 송풍기는 그 응용 대상과 작동 특성에 따라 적절히 선택되어야 하는데, 공업적으로는 공기조화시스템, 각종 흡 ·배기시스템 등에 주로 사용된다. 그 크기도 컴퓨터용 냉각팬 등 소형으로부터 대형 공업용 송풍기에 이르기까지 다양하다.

3.1. BLOWER의 종류

3.1.1. 날개(blade)의 형상에 따른 분류

기계의 수송 및 압축작용을 하는 회전날개의 형식에 따라 송풍기는 다음과 같이 구분하다.

이 형식의 송풍기는 덕트도중에 설치하여 송풍압력을 높이거나 국소 통기 또는 대형 냉각탑에 있다. (d)는축류팬의 전후에 가이드 베인(guide vane)을 설치한 것으로, 기류를 정류하는 역할도 갖는다. `따라서, 국소통풍이나 터널의 환기에 사용된다.

3.2. 송풍기의 특성

  송풍기의 곡선은 특성을 나타내는 것이며 개개의 기종에 따라 다르게 나타나며, 동일 종류라 하더라도 날개(impeller)의 크기, 압력비 등에 의해서 그 특성이 다르다.

3.2.1. 특성곡선의 구성

    각종 송풍기는 고유의 특성이 있고,이러한 특성을 하나의 선도로 나타낸 것을 송풍기의 특성곡선이라 한다. 즉, 어떠한 송풍기의 특성을 나타내기 위하여 일정한  회전수에서 횡축을 풍량 Q(㎥ /min), 종축을 압력(정압 Ps, 전압Pr)(mmAq),  효율(%), 소요동력 L(kw)로 놓고 풍량에따라 이들의 변화 과정을 나타낸 것이다.

 일정속도로 회전하는 송풍기의 풍량조절 댐퍼(DAMPER)를 열어서  송풍량을 증가시키면 축동력(실선)은 점차 급상승하고,  전압(1점쇄선)과 정압(2점 쇄선)은 산형을 이루면서 강하된다. 여기서 전압과 정압의 차가 동압이고, 효율은 전압을  기준으로 하는 전압 효율과(점선)과 정압을 기준으로 하는 정압효율(은선)이 있는데 포물선 형식으로 어느 한계까지 증가 후에 감소한다.

    따라서, 풍량이 어느 한계 이상이 되면 축동력이 급증하고 압력과 효율은 낮아지는 오버로드 현상이 있는 영역과, 정압곡선에서 재하향 곡선부분은 송풍기 동작이 불안정한 서어징(surging) 현상이 있는 곳으로서 이 두 영역에서의 운전은 좋지 않다.

다. 장치저항곡선과 송풍기의 작동점

     위의 그림은 풍량을 800m³/min 유동하였을 때 60mmAq의 저항손실을 받을 송풍계통의 장치저항곡선을 표시한 것이다. 이 그림에서 지금 풍량을 ½의 400 m³/min로 한 경우는[400/800]2 x 60 = 15mmAq가 되고, 또 1,000m³/min을 유동하였을 때는 [1,000/800]2 x 60 = 93.8mmAq로 되며 이와 똑같이 각 풍량에 대한 손실압력을 구한 값을 프롯트하여 곡선으로 나타낸 것을 개략장치 저항곡선이라 한다. 이 장치저항곡선과 송풍기의 특선곡선과를 겹쳐 합한 것이 아래그림으로 교점 A를 송풍기의 작동점이라 한다. 작동점이 실제의 계획과  아주 일치하면 문제가  없으나 실제로는 공사 시행중에 있어서의 계획 변경 등에 의하여 실제의 손실압력과 계획시의 손실압력이 불균형이 되어 소정의 풍량을 얻지 못하는 경우가 가끔 있다.

가. 흡입 Damper Control

흡입구에 설치된 댐퍼에 저항을 부여하여 풍량을 제어하는 방법이다. 축 동력은 풍량의 감소에 따라 감소함과 동시에 흡입변의 조임에 희한 가스밀도의 감소분 만큼이 내려간다.이 경우 동력은 동력곡선 Lo에서 L₁,L₂와 교차하기 때문에 흡입구에서 부압으로 되고, 가스비 중량이 가볍게 될 뿐만 아니라 동력도 작게 된다. 이점은 토출 댐퍼에 의한 제어보다도 유리하다. 또 압력이 높은 것만큼 동력 경감의 비율도 크게 되어 유효하다.
그래도 교축을 크게 하는 만큼 압력곡선은 우측 아래로 향하는 곡선으로 되고, 정점이 왼쪽으로 이동하기 때문에 서징을 방지하는 점으로부터도 유리하게 된다

 나.부속 실의 필요 환기량

작업장	기계공장	식품공장	보일러실	주조공장	제분공장	창고	자동차정비	인쇄공장	화장실	도금공장
환기회수/hr	10~15	12~20	20~60	30~60	6~12	6~12	10~15	6~15	5~15	15~30

작업장	방직공장	극장	용접동장	목공공장	식당	염색공장	발전소	조리실	제지공장	변전소
환기회수/hr	30~60	8~20	15~20	15~20	8~10	15~30	20~30	20~30	15~30	30~50

나.덕트내의 운송속도(m/ s)

이송물질	사용예		속도
매우 가벼운 분진   (가스,증기,휴즈등)		각종가스,증기, 아연이나 알루미늄의 휴움목분 자동차, 차고의 가스 스프레이, 도장시의 배기, 주방기구대의 배기	10m/s
중정도의 비중의 건조   분진		목면, 바프작업,마층,목재,곡물,고무나 페이클라이트 등의 분말	15
일반공업분진		스프레이,연마시의 먼지 그라인더에서의 먼지, 첨공시의 먼지, 채질할때의 먼지,목재 ,신발의 흙 ,대패밥	20
무거운분진		연 ,주조작업,선반작업 물에 젖은 철분 등	25
기   타 :미분탄(20),목선(22.5),양모(25),염(27.5),소맥(29),모래(35),시멘트(35),적철광(32.5)

Ex 3.1)바닥면적 165m²높이 2.7m의 공기조화를 하는 사무실의 소요 공기량을 구하라.

sol)     소요 공기량  Q = N x V / 60m²/min
  

   N=환기회수 /n
    V=부속실의 면적(A x H)m³
    A=바닥면적m²
    H=높이 m
    부실의 면적V =165 X2.7 = 445m³
    환기횟수 N=5회/h

     이므로 Q = 445 x 5 = 2225m³/ h   = 2225 /60 = 36.4m³/m