선풍기(기계)

Fan (machine)
이 기사는 기계식 팬에 관한 것입니다. 수동 팬의 경우 핸드 팬을 참조하십시오. 기타 용도에 대해서는 팬(동음이의한 설명)을 참조하십시오.
일반적인 선풍기
테이블 선풍기
Crowd of people standing around a large engine of a Boeing 777
팬은 보잉 777기에서 볼 수 있는 저우회선 및 고우회선 제트 엔진에 공기를 강제로 주입하기 위해 사용됩니다.

팬은 공기의 흐름을 만드는 데 사용되는 동력 기계입니다. 선풍기는 공기에 작용하는 나무, 플라스틱 또는 금속으로 일반적으로 만들어진 베인 또는 블레이드의 회전 배열로 구성됩니다. 블레이드와 허브의 회전 어셈블리는 임펠러, 로터 또는 러너로 알려져 있습니다. 일반적으로 주택 또는 케이스의 일부 형태에 포함됩니다.[1] 이는 공기 흐름을 유도하거나 물체가 팬 블레이드에 접촉하는 것을 방지하여 안전성을 높일 수 있습니다. 대부분의 팬은 전기 모터로 작동하지만 유압 모터, 핸드크랭크 및 내연 기관을 포함한 다른 동력원이 사용될 수 있습니다.

기계적으로 팬은 공기 흐름을 생성하는 데 사용되는 회전 베인 또는 베인일 수 있습니다. 팬은 비교적 낮은 볼륨으로 고압을 생성하는 컴프레서와 달리(주변 압력보다 높지만) 높은 볼륨과 낮은 압력으로 공기 흐름을 생성합니다. 팬 블레이드는 공기-유체 흐름에 노출되면 종종 회전하게 되는데, 기압계나 풍력 터빈과 같이 이를 이용하는 장치는 팬과 유사한 디자인을 갖는 경우가 많습니다.

일반적인 응용 분야로는 실내 온도 조절 및 개인적인 열 쾌적성(예: 전기 테이블 또는 바닥 팬), 차량 엔진 냉각 시스템(예: 라디에이터 앞), 기계 냉각 시스템(예: 컴퓨터 및 오디오 파워 앰프 내부), 환기, 흄 추출, 와인딩(예: 시리얼 알갱이의 왕겨 분리), 먼지 제거(예: 진공청소기와 같이 흡입), 건조(보통 열원과 결합), 화재 시 통풍구 제공. 일부 팬은 산업용 열교환기의 경우 냉각을 위해 간접적으로 사용될 수 있습니다.

선풍기는 사람을 냉각시키는 데 효과적이지만, 공기를 냉각시키는 것이 아니라, 팬의 공기 흐름으로 인해 땀의 증발 냉각과 주변 공기로의 열 대류 증가에 의해 작동합니다. 따라서 주위의 공기가 체온에 가깝고 습도가 높으면 선풍기가 몸을 식히는데 덜 효과적일 수 있습니다.

역사

1830년 11월 27일 메커니즘에 의해 움직이는 선풍기에 대한 특허 도면

푼카(부채)는 기원전 500년경 인도에서 사용되었습니다. 그것은 공기를 이동시키기 위해 회전하거나 부채질할 수 있는 대나무 스트립이나 다른 식물 섬유로 만든 손에 들고 쓰는 선풍기였습니다. 영국 통치 기간 동안, 이 단어는 영국계 인도인들에 의해 천장에 고정되고 푼카왈라라고 불리는 하인에 의해 당겨지는 커다란 흔들거리는 납작한 선풍기를 의미하기 위해 사용되었습니다.

한나라의 장인이자 기술자인 딩 환(Ding Huan, 180 CE)은 에어컨을 위해 지름이 3m(10ft)인 7개의 바퀴가 달린 수동식 회전식 선풍기를 발명했습니다. 8세기 당나라(618–907) 시대에 중국인들은 에어컨을 위해 선풍기 바퀴를 회전시키기 위해 유압력을 가했습니다. 송나라(960~1279) 시대에는 회전식 선풍기가 더욱 흔해졌습니다.[2][3]

일본 헤이안 시대 (794-1185) 동안, 팬들은 기계적인 역할뿐만 아니라 사회 계급을 상징하는 역할을 각색했습니다. 봉건시대에 사용된 일본의 부채인 테산은 일반 부채 모양으로 쉽게 볼 수 없는 위험한 무기였습니다. 자신을 식히는 기제이자 존경과 부의 상징으로 시작된 것은 곧 카타나가 이상적이지 못했을 때 사무라이들이 사용하는 무기가 되었습니다. 그 무기는 일본인들의 매너리즘과 비슷했습니다.

17세기에 오토 폰 게릭케, 로버트 훅, 로버트 보일을 포함한 과학자들의 실험은 진공과 공기 흐름의 기본 원칙을 세웠습니다. 영국 건축가 Christopher Wren 경은 공기를 순환시키기 위해 벨로우즈를 사용하는 초기 환기 시스템을 의회에 적용했습니다. 렌의 디자인은 훨씬 나중에 개선과 혁신의 촉매제가 될 것입니다. 유럽에서 최초로 사용된 회전식 선풍기는 게오르크 아그리콜라(Georg Agricola, 1494–1555)에 의해 예시된 바와 같이 16세기 동안 광산의 환기를 위해 사용되었습니다.[4]

1727년 영국의 기술자인 존 테오필루스 데사굴리에(John Theophilus Desaguliers)는 탄광에서 정체된 공기를 끌어내기 위해 선풍기 시스템을 성공적으로 사용하는 것을 증명했고 곧이어 의회에 비슷한 장치를 설치했습니다.[5] 특히 탄광에서는 질식으로 인한 인명피해를 줄이기 위해 환기가 잘 되는 것이 중요했습니다. 토목 기사 존 스마톤과 후에 존 버들은 영국 북부의 광산에 왕복 공기 펌프를 설치했습니다. 그러나 이 배치는 기계가 고장나기 쉬운 것만큼 이상적이지 않았습니다.

증기

1849년 윌리엄 브런튼이 디자인한 반경 6m의 증기 구동 선풍기가 사우스 웨일즈의 겔리 가어 콜리리에서 작동하게 되었습니다. 이 모형은 1851년 전시회에 전시되었습니다. 또한 1851년 스코틀랜드 의사인 데이비드 보스웰 리드는 증기로 움직이는 네 개의 선풍기를 리버풀의 세인트 조지 병원 천장에 설치하여 선풍기에서 발생하는 압력으로 인해 들어오는 공기가 천장의 환기구를 통해 위로 밀려오도록 했습니다.[6][7] 기술의 개선은 제임스 나스미스, 프랑스인 테오필 기발, J. R. 와들에 의해 이루어졌습니다.[8]

전기적

두개의 c.1980 박스팬

1882년에서 1886년 사이에 Schuyler Wheeler는 전기로 움직이는 선풍기를 발명했습니다.[9] 미국 회사인 크로커 & 커티스 전기 자동차 회사에서 상업적으로 판매되었습니다. 1885년 뉴욕에 있는 Stout, Meadowcraft & Co.에 의해 데스크탑 직접 구동 전기 팬이 상업적으로 이용 가능하게 되었습니다.[10]

1882년 필립 다이얼은 세계 최초로 전기 천장 장착 선풍기를 개발했습니다. 이 강렬한 혁신의 시기에 알코올, 기름 또는 등유로 작동하는 선풍기는 20세기 무렵에 일반적이었습니다. 1909년, 일본의 KDK는 가정용으로 대량 생산되는 선풍기의 발명을 개척했습니다. 1920년대에 산업 발전으로 인해 강철 선풍기가 다양한 모양으로 대량 생산되어 선풍기 가격이 낮아졌고 더 많은 주택 소유자들이 선풍기를 구입할 수 있게 되었습니다. 1930년대에 최초의 아트 데코 팬("Silver Swan")은 에머슨에 의해 디자인되었습니다.[11] 1940년대까지 인도의 Crompton Greaves는 주로 인도, 아시아 및 중동에서 판매되는 세계 최대의 전기 천장 선풍기 제조업체가 되었습니다. 1950년대까지 테이블과 스탠드 팬은 밝은 색상으로 제작되어 눈길을 끌었습니다.

1960년대에 창문과 중앙 에어컨은 많은 회사들이 선풍기 생산을 중단하게 만들었지만,[12] 1970년대 중반에 전기의 비용과 집을 냉난방하는 데 사용되는 에너지의 양에 대한 인식이 증가하면서, 세기를 초월한 스타일의 천장 선풍기는 장식용과 에너지 효율적인 장치로 다시 큰 인기를 끌었습니다.

1998년 William Fairbank와 Walter K. 보이드는 비교적 많은 양의 공기를 이동시키기 위해 저속으로 회전하는 긴 팬 블레이드를 사용하여 에너지 소비를 줄이도록 설계된 대용량 저속(HVLS) 천장 팬을 발명했습니다.[13]

사회적 의미

팬들에게 광범위하게 접근할 수 있게 되기 전에, 팬들은 사회 계층 간의 사회적 분열을 구체화했습니다. 영국과 중국에서 이 선풍기는 처음에는 의회 건물과 귀족 가정에만 설치되었습니다. 팬들은 노동자 계층과 세계 상위 퍼센트 사이의 차이를 상징해 왔습니다. 고대 이집트 (기원전 3150년)에서 하인들은 파라오와 중요한 인물들의 부채질을 요구받았는데, 이것은 권력층과 보통 계층 사이의 사회적 분열을 보여줍니다.

온도가 ℉ 100도를 넘는 인도와 같은 세계의 일부 지역에서는 입식 및 전기 박스 팬이 비즈니스 세계의 중요한 부분이 되었습니다. 그들은 고객의 편안함과 좋은 작업 환경을 가능하게 합니다. 팬은 태양열로 구동되고, 에너지 효율이 높으며, 신뢰할 수 없는 에너지원이 있는 곳에서 배터리로 구동됩니다. 한국에서 팬들은 대대로 이어져 온 노부인 이야기에 한 몫을 합니다. 많은 한국의 노약자들은 선풍기 죽음이라는 신화를 믿습니다. 이 신화를 뒷받침하는 과학적인 자료나 증거는 없지만, 많은 한국인들은 여전히 이 신화를 믿고 있습니다. 결과적으로, 한국 회사들은 아이들을 팬 사망으로부터 보호하기 위해 몇 시간 후에 꺼지도록 설계된 팬을 만들었습니다.

현재 전기 팬 사용자는 전기를 사용하는 비용이 50~100와트인 반면 AC 장치는 500~4000와트를 사용하기 때문에 전기 사용을 줄였습니다. 선풍기를 사용하는 것으로 전환하는 것과 AC 유닛만 사용하는 것으로 전환하는 것을 둘 다 둘러싼 논쟁이 증가하고 있습니다. 상업용 선풍기를 가동하는 비용은 AC 장치보다 한 달에 평균 5.50달러 적습니다. AC 유닛을 운영하는 비용은 월 평균 14.40달러에서 211.40달러입니다. 상용 팬은 AC 유닛보다 더 크고 공통 환경을 방해하는 것으로 보고되었습니다. 미국 소비자 제품 안전 위원회에 따르면 박스 팬과 관련된 보고된 사고는 화재(266건), 잠재적 화재(29건), 감전(15건), 감전(4건), 전기 위험(2건) 등입니다. AC 유닛과 관련된 부상에는 대부분 건물에서 떨어지는 AC 유닛이 포함됩니다.

종류들

램프가 있는 천장 팬

기계식 회전 블레이드 팬은 다양한 디자인으로 제작되었습니다. 바닥, 테이블, 책상 또는 천장(천장 선풍기)에 매달아 사용합니다. 창문, 벽, 지붕, 굴뚝 등으로도 만들 수 있습니다. 컴퓨터와 같은 대부분의 전자 시스템에는 내부의 회로를 냉각하기 위한 팬이 포함되어 있으며 헤어 드라이어, 휴대용 공간 히터 및 장착/설치된 벽 히터와 같은 가전 제품에 있습니다. 또한 에어컨 시스템과 벨트 또는 직접 모터로 구동되는 자동차 엔진에서 공기를 이동하는 데에도 사용됩니다. 쾌적함을 위해 사용되는 팬은 열전달 계수를 높여 체감온도를 높이지만 직접적으로 온도를 낮추지 않습니다. 전기 장비나 엔진 또는 기타 기계의 냉각에 사용되는 팬은 뜨거운 공기를 기계 외부의 더 차가운 환경으로 강제하여 장비를 직접 냉각합니다.

공기를 이동하는 데 사용되는 팬에는 축류, 원심류(방사형이라고도 함) 및 교차 흐름(접합형이라고도 함)의 세 가지 주요 유형이 있습니다. 미국 기계 공학회 성능 테스트 코드 11(PTC)[14]은 팬에 대한 테스트를 수행하고 보고하기 위한 표준 절차를 제공합니다. 여기에는 원심, 축류 및 혼합류가 포함됩니다.

축류

전기 장비 냉각용 축류 박스 팬

축류 팬에는 블레이드가 있어 블레이드가 회전하는 샤프트와 평행하게 공기가 이동합니다. 이러한 유형의 팬은 전자 제품용 소형 냉각 팬에서 냉각 타워에 사용되는 거대한 팬에 이르기까지 다양한 응용 분야에서 사용됩니다. 축류 팬은 에어컨 및 산업 공정 응용 분야에 적용됩니다. 표준 축류 팬의 직경은 300~400mm 또는 1,800~2,000mm이며 최대 800Pa의 압력에서 작동합니다. 특수 유형의 팬은 항공기 엔진에서 저압 압축기 스테이지로 사용됩니다. 축류 팬의 예는 다음과 같습니다.

  • 테이블 팬: 일반적인 테이블 팬의 기본 요소는 팬 블레이드, 베이스, 전기자 및 리드 와이어, 모터, 블레이드 가드, 모터 하우징, 오실레이터 기어박스 및 오실레이터 샤프트를 포함합니다. 발진기는 팬을 좌우로 움직이는 메커니즘입니다. 전기자 액슬 샤프트는 모터의 양쪽 끝에서 나오고 샤프트의 한쪽 끝은 블레이드에 부착되고 다른 한쪽 끝은 오실레이터 기어박스에 부착됩니다. 모터 케이스는 기어박스에 결합되어 로터와 스테이터를 포함합니다. 오실레이터 샤프트는 가중 베이스와 기어박스를 결합합니다. 모터 하우징은 발진기 메커니즘을 덮습니다. 블레이드 가드는 안전을 위해 모터 케이스에 결합됩니다.
  • 가정용 추출기 팬: 가정용 추출기 팬은 벽 또는 천장에 설치되어 가정용 주택의 습기 및 악취를 제거하기 위해 사용됩니다. 욕실 추출기 팬은 일반적으로 4인치(100mm) 임펠러를 사용하는 반면, 주방 추출기 팬은 일반적으로 6인치(150mm) 임펠러를 사용하여 실내 자체가 더 큰 경우가 많습니다. 5인치(125mm) 임펠러가 있는 축류 팬은 더 큰 욕실에서도 사용되지만 일반적이지는 않습니다. 국산 축류 추출기 팬은 긴 배관에서 증가된 공기 압력이 팬의 성능을 억제하므로 주행 시 굽힘 수에 따라 3m 또는 4m 이상 덕트 주행에 적합하지 않습니다. [1]
  • 전기식 팬: 수집기 중에서 상태, 크기, 나이 및 여러 날에 따라 등급이 매겨집니다. 네 개의 블레이드 디자인이 가장 일반적입니다. 5날 또는 6날 디자인은 드뭅니다. 황동과 같이 구성 요소가 만들어지는 재료는 팬 만족도에 중요한 요소입니다.
  • 천장 선풍기: 방 천장에 매달린 선풍기는 천장 선풍기입니다. 대부분의 천장 팬은 비교적 저속으로 회전하며 블레이드 가드가 없습니다. 천장 팬은 주거 및 산업/상업 환경에서 모두 찾아볼 수 있습니다.
  • 자동차에서 기계식 또는 전기식 팬은 엔진 냉각을 제공하고 냉각수가 채워진 라디에이터를 통해 공기를 불어 넣거나 끌어냄으로써 엔진이 과열되는 것을 방지합니다. 팬은 엔진의 크랭크축에서 벨트와 풀리로 구동되거나 서모스탯 스위치에 의해 스위치가 켜지거나 꺼지는 전기 모터로 구동될 수 있습니다.
  • 전기 부품 및 노트북 냉각기의 냉각을 위한 컴퓨터 팬
  • 오디오 파워 앰프 내부의 팬은 전기 부품에서 열을 끌어내는 데 도움이 됩니다.
  • 가변 피치 팬: 공급 덕트 내의 정압을 정밀하게 제어해야 하는 경우 가변 피치 팬을 사용합니다. 블레이드는 컨트롤 피치 허브에서 회전하도록 배치됩니다. 팬 휠은 일정한 속도로 회전합니다. 블레이드는 컨트롤 피치 허브를 따릅니다. 허브가 로터 쪽으로 이동하면 블레이드의 공격 각도가 증가하고 흐름이 증가합니다.
  • 휴대용 선풍기

원심분리기

주 기사: 원심팬

(동물 설치류를 위한 운동 바퀴와 외관이 일반적으로 유사하기 때문에) 종종 "다람쥐 케이지" 또는 "스크롤 팬"이라고 불리는 원심 팬에는 나선형 또는 리브를 형성하는 블레이드 세트가 위치하는 중앙 샤프트로 구성된 이동 구성 요소(임펠러라고 함)가 있습니다. 원심 팬은 팬 흡입구에 직각으로 공기를 불어 넣고 공기를 배출구로 바깥쪽으로 회전시킵니다(편향 및 원심력에 의해). 임펠러가 회전하여 샤프트 근처의 팬에 공기가 유입되어 샤프트에서 개구까지 수직으로 이동하는 스크롤 형태의 팬 케이싱. 원심 팬은 주어진 공기량에 대해 더 많은 압력을 생성하며, 리프 블로워, 블로워, 에어 매트리스 인플레이터, 팽창식 구조물, 에어 핸들링 유닛의 실내 온도 조절 및 다양한 산업용 목적과 같이 바람직한 경우에 사용됩니다. 일반적으로 비슷한 축류 팬보다 소음이 적습니다(공기 처리 장치와 같은 일부 유형의 원심 팬이 더 조용합니다).

  • A diagram of a centrifugal fan, with a top view to show airflow

    공기 흐름을 보여주는 탑 뷰(Top view)가 있는 원심 팬 다이어그램

  • Typical centrifugal fan

    일반적인 원심 팬

  • Centrifugal cooling fan installed within an HP ZBook mobile workstation laptop. The fan displaces air over the fin-stack which contain a pair of heatpipes

    HP ZBook 모바일 워크스테이션 노트북 내에 설치된 원심 냉각 팬입니다. 팬은 한 쌍의 히트 파이프를 포함하는 핀 스택 위에 공기를 배치합니다.

횡류

크로스 플로우 팬의 단면, 1893 특허부터. 회전은 시계 방향입니다. 스트림 가이드 F는 일반적으로 현대적인 구현에는 존재하지 않습니다.
횡류팬

때때로 튜브형 팬으로 알려진 교차 흐름 또는 접선 팬은 1893년 Paul Mortier에 의해 특허를 받았으며 [15][16]난방, 환기 및 에어컨(HVAC), 특히 덕트 없는 분할 에어컨에 광범위하게 사용됩니다. 팬은 일반적으로 직경에 비해 길기 때문에 흐름은 끝에서 대략 2차원적으로 떨어져 있습니다. 횡류 팬은 후방 벽과 와류 벽으로 구성된 하우징에 배치된 전방으로 구부러진 블레이드가 있는 임펠러를 사용합니다. 방사형 기계와 달리 주 흐름은 임펠러를 가로질러 가로로 이동하여 블레이딩을 두 번 통과합니다.

크로스 플로우 팬 내의 흐름은 팬 토출 근처의 와류 영역(편심 와류 영역), 관통 흐름 영역(through-flow 영역) 및 바로 반대쪽의 패들링 영역(paddling region)으로 구분될 수 있습니다. 와류 및 패들링 영역은 모두 소산성이며, 그 결과 임펠러의 일부만이 흐름에 사용 가능한 작업을 부여합니다.[17] 따라서 횡류 팬 또는 횡류 팬은 2단계 부분 승인기입니다. HVAC에서 횡류 팬의 인기는 컴팩트함, 형상, 조용한 작동 및 높은 압력 계수를 제공하는 능력에서 비롯됩니다. 입구 및 출구 기하학 측면에서 직사각형 팬을 효과적으로 사용할 수 있으며 직경은 사용 가능한 공간에 맞게 쉽게 확장되며 길이는 특정 애플리케이션의 유량 요구 사항에 맞게 조정할 수 있습니다.

일반 가정용 타워 팬도 횡류 팬입니다.[18] 초기 작업의 대부분은 고유량 및 저유량 조건 모두를 위한 교차 유동 팬을 개발하는 데 중점을 두었고 수많은 특허를 받았습니다. 주요 기여는 Coester, Ilberg and Sadeh, Porter and Markland, Eck에 의해 이루어졌습니다.[when?] 크로스 플로우 팬의 한 가지 흥미로운 현상은 블레이드가 회전함에 따라 국부적인 공기 입사각이 변한다는 것입니다. 결과적으로 특정 위치에서는 블레이드가 압축기 역할을 하는 반면(압력 증가), 다른 방위각 위치에서는 블레이드가 터빈 역할을 하는(압력 감소) 것입니다.

유동이 임펠러에 방사상으로 들어가고 나오기 때문에 교차 유동 팬은 잠재적인 항공기 용도로 연구되고 프로토타입화되었습니다.[19] 흐름의 2차원적 특성으로 인해 팬은 추력 생산 및 경계층 제어에 모두 사용하기 위해 날개에 통합될 수 있습니다. 횡류 팬을 활용하는 구성은 1997년경에 처음 개발되어 같은 이름의 회사에서 개발 중인 FanWing 디자인 컨셉입니다. 이 설계는 팬의 회전 방향으로 인해 웨이크가 아래로 편향되어 회전하는 리딩 에지 실린더와 유사한 큰 매그너스 힘을 유발하여 리프트를 생성합니다. 추진날개는 추력과 유량제어를 위해 횡류팬을 이용한 또 다른 구성으로, 1990년대와 2000년대에 처음 개발된 또 다른 실험개념 시제품입니다. 이 설계에서 횡류 팬은 두꺼운 날개의 후미 가장자리 근처에 배치되어 날개의 흡입(위쪽) 표면의 공기를 끌어들입니다. 이를 통해 추진 날개는 극도로 높은 공격 각도에서도 거의 정지 상태가 되지 않아 매우 높은 양력을 발휘합니다. 그러나 팬윙과 추진 날개 개념은 실험적인 상태로 남아 있으며 무인 시제품에만 사용되었습니다.

횡류 팬은 공기가 직각이 아닌 팬을 통해 직선으로 흐르는 원심 팬입니다. 횡류 팬의 로터는 압력 차이를 만들기 위해 덮여 있습니다. 횡류 팬은 방사상 간격이 감소하는 두꺼운 와류 벽을 가진 이중 원형 아크 후면 벽을 갖도록 제작되었습니다. 팬 임펠러 회전 방향으로 갈수록 간격이 줄어듭니다. 후면 벽은 로그-나선 프로파일을 가지고 있으며 와류 안정기는 가장자리가 둥근 수평 얇은 벽입니다.[20] 결과적인 압력 차이로 인해 팬 블레이드가 회전 한쪽의 공기 흐름을 반대하더라도 팬을 통해 공기가 똑바로 흐를 수 있습니다. 교차 흐름 팬은 팬의 전체 폭을 따라 공기 흐름을 제공하지만 일반 원심 팬보다 소음이 적습니다. 크로스 플로우 팬은 종종 덕트 없는 에어컨, 에어 도어, 일부 유형의 노트북 냉각기, 자동차 환기 시스템 및 복사기와 같은 중형 장비의 냉각에 사용됩니다.

무채색 팬

메인기사 : 무채색 선풍기
에어 커튼이 달린 오픈 페이스 슈퍼마켓 냉동고. 냉각 공기는 냉동고 뒤쪽에 보이는 어두운 슬롯을 통해 음식물 전체를 순환하고 전면을 따라 보이지 않는 또 다른 그릴을 통해 순환합니다.

2009년 소비자 시장에 소개된 Dyson Air Multiplier 팬은 노출된 팬 블레이드나 다른 눈에 띄게 움직이는 부품이 없는 팬을 생산하는 도시바의 1981년 디자인을 대중화했습니다.[21] 고압 블레이드 임펠러 팬의 비교적 적은 양의 공기는 노출되지 않고 베이스 내부에 포함되어 에어포일 표면 형상에 의해 생성된 저압 영역을 통해 원형 또는 타원형의 개구부를 통해 더 큰 공기 덩어리의 느린 흐름을 유도합니다(Coand ă 효과).

에어 커튼과 에어 도어는 또한 이 효과를 활용하여 커버나 도어가 없는 노출된 영역 내에서 따뜻하거나 시원한 공기를 유지할 수 있도록 도와줍니다. 에어 커튼은 일반적으로 개방형 유제품, 냉동고 및 야채 디스플레이에 사용되어 디스플레이 개구부를 가로질러 순환되는 층류 기류를 사용하여 캐비닛 내의 냉기를 유지하는 데 도움이 됩니다. 공기 흐름은 일반적으로 디스플레이 캐비닛의 바닥에 숨겨진 이 기사에 기술된 임의의 유형의 기계적 팬에 의해 생성됩니다. HVAC 선형 슬롯 디퓨저는 또한 이 효과를 활용하여 레지스터에 비해 실내 공기 흐름을 고르게 증가시키는 동시에 에어 핸들링 유닛 블로워가 사용하는 에너지를 줄입니다.

설치

팬은 애플리케이션에 따라 다양한 방식으로 설치할 수 있습니다. 그들은 종종 어떤 종류의 주택도 없이 무료로 설치되어 사용됩니다. 또한 몇 가지 특수 설비가 있습니다.

덕트형 팬

주 기사: 덕트형 팬

차량에서 덕트 팬(Ducted Fan)은 팬, 프로펠러 또는 로터가 공기역학적 덕트 또는 슈라우드로 둘러싸여 있어 차량을 운반하기 위해 공기역학적 추력 또는 리프트를 생성하는 성능을 향상시키는 추진 방법입니다.

제트팬

환기 시스템에서 임펄스 또는 유도 팬이라고도 하는 제트 팬은 주변 공기를 순환시키기 위해 주변 공기와 함께 유입되는 공기 흐름을 분출합니다. 이 시스템은 기존의 환기 덕트보다 적은 공간을 차지하며 신선한 공기의 유입과 퀴퀴한 공기의 배출 속도를 크게 높일 수 있습니다.[24]

노이즈

팬은 와류를 일으키는 블레이드와 장애물 주변의 빠른 공기 흐름과 모터에서 소음을 발생시킵니다. 팬 소음은 대략 팬 속도의 5제곱에 비례합니다. 속도를 절반으로 줄이면 소음이 약 15dB 감소합니다.[25]

팬 소음의 인지된 소음도 소음의 주파수 분포에 따라 달라집니다. 이는 차례로 이동 부품, 특히 블레이드, 특히 고정 부품의 스트러트의 형태와 분포에 따라 달라집니다. 타이어 트레드와 마찬가지로 음향 디퓨저의 원리와 유사하게 불규칙한 모양과 분포는 소음 스펙트럼을 평탄화하여 소음이 덜 방해받을 수 있습니다.[26][27][28]

팬의 입구 모양은 팬에서 발생하는 소음 수준에도 영향을 미칠 수 있습니다.[29]

팬 모터 구동 방법

건물 냉난방 시스템은 일반적으로 별도의 전기 모터에서 벨트로 구동되는 다람쥐 케이지 팬을 사용합니다.

독립형 팬은 일반적으로 기어나 벨트 없이 모터의 출력에 직접 부착되는 전기 모터로 구동됩니다. 모터는 팬의 중앙 허브에 숨겨져 있거나 팬 뒤로 연장됩니다. 대형 산업용 팬의 경우 3상 비동기 모터가 일반적으로 사용되며 팬 근처에 배치되어 벨트와 도르래를 통해 구동할 수 있습니다. 소형 팬은 종종 음영이 있는 극 AC 모터 또는 브러시 또는 브러시가 없는 DC 모터로 전원을 공급받습니다. AC 전원 팬은 일반적으로 주전원 전압을 사용하는 반면 DC 전원 팬은 일반적으로 저전압(일반적으로 24V, 12V 또는 5V)을 사용합니다.

회전 부품이 있는 기계에서는 팬이 별도로 전원을 공급받는 것이 아니라 팬에 연결되는 경우가 많습니다. 이는 팬이 구동축에 연결되거나 벨트와 도르래를 통해 연결되는 내연기관, 대형 냉각 시스템, 기관차 및 윈노우잉 머신이 장착된 자동차에서 흔히 볼 수 있습니다. 또 다른 일반적인 구성은 듀얼 샤프트 모터로, 샤프트의 한쪽 끝은 메커니즘을 구동하고 다른 한쪽 끝에는 모터 자체를 냉각하기 위한 팬이 장착되어 있습니다. 윈도우 에어컨은 일반적으로 듀얼 샤프트 팬을 사용하여 장치의 내부 및 외부 부품을 위한 별도의 팬을 작동합니다.

전원 또는 회전 부품을 쉽게 사용할 수 없는 경우 팬은 다른 방법으로 구동할 수 있습니다. 증기와 같은 고압 가스는 소형 터빈을 구동하는 데 사용될 수 있고, 고압 액체는 팬의 회전 구동을 제공하는 펠톤 휠을 구동하는 데 사용될 수 있습니다.

흐르는 강과 같은 크고 느리게 움직이는 에너지원은 효율적인 팬 작동에 필요한 회전 속도를 높이기 위해 물레방아와 일련의 스텝다운 기어 또는 도르래를 사용하여 팬에 동력을 공급할 수도 있습니다.

  • Internal combustion engines sometimes drive an engine cooling fan directly or may use a separate electric motor.

    내연 기관은 엔진 냉각 팬을 직접 구동하거나 별도의 전기 모터를 사용하기도 합니다.

  • Large electric motors may have a cooling fan either on the back or inside the case. (Shown with the black rear cover removed.)

    대형 전기 모터는 후면 또는 케이스 내부에 냉각 팬이 있을 수 있습니다. (검은색 후면 커버를 제거한 상태에서 표시됨)

  • Dual shaft fan motor in a window air conditioner

    윈도우 에어컨의 듀얼 샤프트 팬 모터

태양열 발전

환기에 사용되는 선풍기는 주 전류 대신 태양 전지판으로 전원을 공급받을 수 있습니다. 태양 전지판의 자본 비용이 충당되면 전기가 무료이기 때문에 매력적인 옵션입니다. 또한, 햇빛이 비치고 선풍기를 가동해야 할 때는 항상 전기를 사용할 수 있습니다. 전력이 없는 동안에는 태양열 팬이 흐르는 공기를 작동시키고 환경 상태를 유지합니다. 일반적인 예는 분리된 10와트, 12인치 × 12인치(30cm × 30cm) 태양 전지판을 사용하며 적절한 브래킷, 케이블 및 커넥터를 제공합니다. 최대 1,250평방피트(116m2)의 면적을 환기하는 데 사용할 수 있으며 분당 최대 800입방피트(400L/s)로 공기를 이동할 수 있습니다. 12V 브러시리스 DC 전기 모터의 광범위한 가용성과 그러한 낮은 전압을 배선할 수 있는 편리함 때문에 이러한 팬은 보통 12V로 작동합니다.

분리된 태양 전지판은 일반적으로 대부분의 햇빛을 받는 위치에 설치된 다음 25피트(8m) 떨어진 곳에 장착된 팬에 연결됩니다. 다른 영구 장착 및 소형 휴대용 팬에는 통합(탈부착 불가) 태양 전지판이 포함됩니다.

참고 항목

참고문헌

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외부 링크

  • Wikimedia Commons의 팬(기계) 관련 미디어