광역방제기의 송풍팬은 방제성능을 좌우하는 핵심 부품으로서 구조적으로 안전성이 확보되어야 한다. 따라서, 대풍량 축류식 송풍기의 알루미늄 축류팬의 안전한 운용을 위해, 축류팬 블레이드에 대해 3차원 전산유동해석과 구조상호해석을 실행하여 축류팬의 요구수명을 만족할 수 있는 개선된 축류팬을 제시하고자 하였다. 이에 제1 보에서는 유동해석과 구조해석을 통하여 기존의 일체형 모델의 안전성을 검토하였는데, 그 결과 축류팬의 기계적 강도가 다소 미흡하여 무한수명을 보장할 수 없음이 판단되어 개선 설계가 절실히 요구되었다. 제2 보의 개선된 설계에서는 축류팬의 각 블레이드를 허브에 조립하여 응력을 분산시킴으로써 등가응력 수준을 반감시킬 수 있었다. 개선모델의 경우 유동저항에 의한 압력분포와 원심력으로부터 예측된 최대 등가응력(74.21MPa)이 소재 항복강도의 1/2 이하로 저감되었고, 내구수명해석을 통해 알루미늄 합금 소재의 무한 피로한도를 보장할 수 있을 것으로 예상되었다. 또한 제1 모드 고유 진동수가 105.62 Hz로서 공진현상은 발생하지 않을 것으로 예상되어 안전한 설계임을 확인할 수 있었다.

Use of long-range axial fan sprayers would be steadily extended due to the senility and shortage of farm labor in rural area. Therefore, the safety of vane-axial fan should be structurally ensured for the condition of reliable operation. As a result of the previous paper for an aluminum axial fan blade of the current design, the mechanical strength was not quite satisfactory. The required life time of the current design would not be assured. To reduce the maximum equivalent stress on the joint of fan hub, blades were designed individually and assembled along the axial fan hub. In this second paper, the improved model was compared with the conventional design; the maximum equivalent stress determined by flow resistance and centrifugal force was reduced to the half of the yield stress of the casting material. The primary natural frequency was found to be 105.62 Hz, at which the resonance would not occur. Thus, it is considered to have the infinite life time through analysis of endurance, and also confirmed that the design is safe from a possible external exited vibration.

• 유명식(한성 T&I 연구소) | Myung Sik You
• 구영모(경북대학교 생물산업기계공학과) | Young Mo Koo Corresponding author