KR0167380B1 - 블레이들리스 임펠러 및 내부 열전달기구를 갖는 임펠러 - Google Patents

블레이들리스 임펠러 및 내부 열전달기구를 갖는 임펠러 Download PDF

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KR0167380B1 KR1019940011815A KR19940011815A KR0167380B1 KR 0167380 B1 KR0167380 B1 KR 0167380B1 KR 1019940011815 A KR1019940011815 A KR 1019940011815A KR 19940011815 A KR19940011815 A KR 19940011815A KR 0167380 B1 KR0167380 B1 KR 0167380B1
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Abstract

임펠러는 난류없이 유체를 이동시킴으로써 소음을 감소시키고 효율을 증가시킨다. 임펠러는 특별한 형상의 하우징에 회전가능하게 장착될 수 있는 축에 적층된 환형원반을 이용한다. 원반은 표면 마찰과 원심력과 벤튜리 효과의 조합을 이용하여 난류없이 유체를 접선 방향으로 추진하도록 하기 위하여, 임펠러 하우징의 내부 또는 또 하나의 임펠러에 의하여 형성된 보충표면과 협동한다. 평평한 원반이 이를 통과하여 흐르는 유체와 양호한 열교환을 제공하는 커다란 표면적을 부여하기 때문에 임펠러는 열교환 장치와 함께 사용하기에 아주 적합하다. 히트 파이프 또는 다른 적절한 열전달기구가 난방 또는 냉방 목적을 위해 임펠러와 일체로 열전달 시스템을 형성하기 위하여 임펠러의 축에 설치될 수 있다.

Description

블레이들리스 임펠러 및 내부 열전달기구를 갖는 임펠러
제1도는 종래기술의 팬의 정면도.
제2도는 종래기술의 송풍기의 부분 분해 사시도.
제3도는 본 발명의 양호한 실시예에 따라 제작된 블레이들리스 임펠러의 사시도.
제4도는 제3도의 블레이들리스 임펠러의 측면도.
제5도는 동시에 작용하는 한쌍의 블레이들리스 임펠러를 이용하는 송풍기의 측면도.
제6도는 제3도 및 제4도에 도시된 임펠러의 원리를 이용한 블레이들리스 임펠러를 합체하고 있으며 내부 히트 파이프를 갖는 열전달 시스템의 개략적인 단면도.
제7도는 전동기를 냉각시키기 위해 내부 히트 파이프를 가지며 블레이들리스 임펠러의 원리를 이용하는 열전달 시스템의 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
30 : 블레이들리스 임펠러 32 : 원반
36,70 : 하우징 38 : 전동기
42 : 틈 50 : 중간영역
54 : 입구 56 : 출구
92 : 냉각부 94 : 가열부
106 : 상부 임펠러 섹션 108 : 하부 임펠러 섹션
[발명의 범위]
본 발명은 임펠러에 관한 것으로서, 특히 무소음 임펠러 및, 내부 열전달기구를 갖는 무소음 임펠러에 관한 것이다.
[관련 기술]
임펠러는 기체 또는 액체와 같은 유체를 이동시키기 위한 것으로서 잘 알려져 있다. 기체를 이동시키기 위한 가장 평범한 임펠러는 제1도 및 제2도에 각각 도시된 팬과 송풍기이다.
제1도에서, 통상적인 팬(10)은 하부징(18)에 형성된 원형구멍(10)을 관통하며 회전가능하게 하우징에 장착된 샤프트(14)에 부착된 다수의 구부러진 블레이드(12)를 포함한다. 샤프트(14)의 회전시에 구부러진 블레이드(12)가 하우징(18)을 통해 공기 또는 다른 기체를 끌어당긴다.
제2도에서, 통상적인 송풍기(20)가 원통형 하우징(24)내에 회전가능하게 장착된 터빈(22)을 포함한다. 터빈(22)은 단부(26)에 형성된 구멍을 통해 하우징(24)내로 공기 또는 다른 기체를 끌어당기고, 출구(28)를 통해 기체를 배출한다.
팬의 블레이드와 송풍기의 터빈은 양쪽 다 이동되는 유체와 충돌하여 이 유체를 다른 곳으로 밀어내는 작용을 한다. 이러한 작동 방식은 불쾌한 소음을 발생할 뿐 아니라 또는 유체의 운동을 방해하여 장치의 전체 효율을 감소시키는 난류를 만든다.
전술한 방식의 임펠러는 난방시스템, 냉방시스템, 열전달시스템 또는 열분산시스템을 통해 공기 또는 다른 유체를 강제 순환시키는데 자주 사용된다. 상기 시스템은 전형적으로 분리된 송풍기 또는 팬과 조합하는 히트 파이프(heat pipe) 및/또는 기타 열전달기구를 이용한다. 분리된 임펠러 및 열전달기구를 사용하는 일은 반드시 비교적 용량이 크고 복잡한 시스템을 만들게 되고, 이러한 시스템은 설치 및 서비스하기가 어렵고 또한 열전달기구를 좁은 공간에 장착해야만 하는 분야에서는 적용될 수가 없다.
[발명의 목적 및 개요]
따라서 본 발명의 목적은 대단히 효율적이고, 필수적으로 소음이 없는 임펠러를 제공하는 데 있다.
본 발명의 한가지 견지에 따라, 상기 목적은 회전자 및 보충표면(complementary surface) 또는 갭(gap)을 부여하는 요소를 포함하는 임펠러를 제공함으로써 달성된다. 회전자는 회전가능한 샤프트와, 이 샤프트에 단단히 장착된 다수의 평평한 환형원반을 포함한다. 상기 원반은 샤프트를 따라 그 원반 사이에 형성된 틈에 의해 양호하게 이격되어 있다. 사용시에 보충표면과 회전중인 회전자와의 사이에 벤튜리(venturi)가 형성되어서 난류를 일으키지 않고 유체를 추진한다.
양호하게도, 보충표면은 하우징에 형성되고, 이 하우징은 입구, 출구, 상기 입구 부근에 위치한 흡입영역, 상기 출구 부근에 위치한 배출영역 및, 상기 흡입영역과 배출영역 사이에 위치하여 보충표면을 부여하는 중간영역을 포함한다. 아주 양호한 형태로서, 흡입영역이 입구에서부터 중간영역을 향하여 직경이 감소되고, 배출 영역이 중간 영역에서부터 출구를 향하여 직경이 증가되는 구성이다.
본 발명의 다른 목적은 유체를 난류를 일으키지 않고 조용하고 효율적으로 이동시키는데 있다.
본 발명의 다른 견지에 따라서, 상기 목적은, 회전자의 회전시에 마찰력과 벤튜리 효과와 원심력의 조합을 이용하여 회전자와 이 회전자 부근에 위치한 보충 표면과의 사이에서 유체를 흡인하는(drawing) 회전자에 의하여 달성된다.
양호하게도, 회전자는 샤프트에 단단히 장착되어서 원반 사이에 형성된 틈과 함께 이 샤프트를 따라 축방향으로 이격되어 있는 다수의 평평한 환형원반을 구비한다. 상기 흡인(drawing) 방법은, 1) 입구 부근에 위치한 하우징의 흡입영역내에서 나타나는 흡입력에 의하여 하우징의 입구내로 유체를 빨아들이는 단계와, 2) 원반을 회전시켜 유체에 마찰력을 적용하여 보충 표면을 형성하는 하우징의 좁은 중간영역내로 유체를 원심작용으로 가속시키는 단계와, 3) 흡입영역에서 흡입력을 발생시켜 하우징의 중간영역을 통해 유체를 가속시키는 단계와, 4) 중간영역의 하류측에 위치한 배출영역으로 유체를 운반하는 단계와, 5) 하우징으로부터 유체를 접선 방향으로 배출하는 단계를 구비한다.
본 발명의 또 다른 목적은 열전달기구가 관련된 임펠러와 일체로 형성되기 때문에 컴팩트하고 설치하기가 용이한 열전달 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 견지에 따라서, 상기 목적은 상대적으로 따뜻한 환경과 상대적으로 차가운 환경과 각각 열교환을 하기 위한 제1 및 제2부분을 갖는 회전 샤프트를 갖는 임펠러를 포함하며, 상대적으로 따뜻한 환경에서 상대적으로 차가운 환경으로 열을 전달하기 위해 상기 샤프트에 설치된 열전달 기구를 제공함으로써 달성된다. 양호하게도, 회전 샤프트는 속이 비어 있는 중공형이며, 열전달기구는 중공의 회전 샤프트에 설치된 히트 파이프를 구비한다. 상기 히트 파이프는 상대적으로 따뜻한 환경과 열교환을 하기 위한 증발기 부분과, 상대적으로 차가운 환경과 열교환을 하기 위한 복수기 부분을 구비한다.
열전달 시스템은 모든 열전달 분야에서 유닛을 가열 및/또는 냉각하기 위하여 사용될 수 있고, 어느 경우에서도 임펠러는 제1 및 제2하우징 부분에 각각 설치된 제1 및 제2임펠러 섹션(section)을 구비한다. 제1임펠러 섹션은 히트 파이프의 증발기 부분을 수용하는 샤프트의 한 부분을 포함하고, 제2임펠러 섹션은 히트 파이프의 복수기 부분을 수용하는 샤프트의 한 부분을 포함한다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 장점은 아래의 상세한 설명과 첨부된 도면에서 기술이 숙련된 자에게는 명백할 것이다. 그러나 상세한 설명 및 특정한 실예가 본 발명의 양호한 실시예를 나타내고 있지만 예증에 불과하고 제한하는 것은 아니다. 본 발명의 범위에서 본 발명의 정신을 벗어남이 없이 여러 가지 변경 및 수정이 가능하다.
[양호한 실시예의 설명]
본 발명에 따라, 난류를 일으키지 않고 유체를 이동시키며 이에 의해 소음을 줄이고 효율을 증가시키는 임펠러가 제공되어 있다. 임펠러는 특별한 형상의 하우징에 회전가능하게 장착될 수 있는 샤프트에 배치된 환형원반을 이용한다. 원반 및 보충표면은 서로 협동하여 표면마찰, 원심력 및 벤튜리 효과의 조합을 사용함으로써 난류를 일으키지 않고 유체를 추진한다. 임펠러는 평평한 원반이 커다란 표면적을 가지고 있어서 이 원반을 통해 일정하게 흐르는 유체와 양호한 열교환을 제공하기 때문에 열교환 장치와 함께 사용하기에 적합하다. 히트 파이프 또는 다른 적절한 열전달 기구는 임펠러의 샤프트에 설치되어서 난방 또는 냉방 목적을 위해 임펠러와 일체로 된 열전달 시스템을 형성한다.
평평한 원반은 마찰 및 효율을 증가시키기 위해서 보강된 표면을 가질 수 있고 또는 다수의 구멍이 뚫릴 수 있다.
임펠러는 어떠한 유체, 기체 또는 액체를 이동시키는데 사용될 수 있다.
[블레이들리스 임펠러의 구조 및 작동]
이제 제3도 및 4도에서 본 발명의 양호한 실시예에 따라 제작된 블레이들리스 임펠러(bladeless impeller)(30)는 하우징(36)내에 장착되어 전동기(38)에 의해 구동되는 회전자(35)를 포함한다. 임펠러(30)는 어떤 액체 또는 기체를 이동시키는데 사용될 수 있지만 특히, 공기 또는 이와 유사한 기체를 이동시키는데 적합하다.
회전자(35)는 샤프트(34)에 단단하게 장착되어서 이 샤프트를 따라 축방향으로 이격된 얇고 평평한 다수의 환형원반(32)을 포함한다. 여기서 사용된 단단하게란 용어는 원반(32)이 샤프트에 분리되지 않게 또는 심지어 움직이지 않게 연결될 것을 요구하는 것이 아니라 다만 샤프트와 함께 회전할 것만을 요구한다. 샤프트(34)는 하우징(36)내에 회전가능하게 장착되며, 하우징을 관통하여 전동기(38)에 연결되는 말단부를 가진다.
원반(32)은 매우 얇으며, 인접한 평면(40) 사이에는 틈(42)이 형성되어 있다. 원반(32)은 어떤 적절한 재료로 제조될 수 있으며, 아래에 설명한 방식의 열전달 시스템에서 사용한다면, 높은 열전달 효율을 가지는 알루미늄이나 다른 적절한 재료로 제조되어야 한다. 틈(42)의 두께뿐 아니라 원반(32)의 직경은 난류를 발생시키지 않고 임펠러(30)의 성능을 최대로 하는 그러한 치수이어야 한다. 또한 원반(32)은 임펠러에 의해 이동되는 유체와 원반과의 표면 마찰을 증가시키기 위해서 또는 히트 파이프 열전달 장치로써 사용된다면 열전달을 증가시키기 위해서 거칠게 되거나 또는 고마찰 재료로 형성될 수 있다.
하우징(36)은 일반적으로 반원통형이지만, 회전자(35)에 관하여 원반(32)의 테두리와 하우징(36)의 내부 주변(46) 사이에서 연속적으로 이어지는 영역(48, 50, 52)을 만드는 그러한 특별한 모양과 방향을 가진다. 영역(48)은 하우징(36)의 입구(54)에서부터 두번째의 중간 영역(50)까지 연장하며 동시에 직경이 축소되는 흡입 영역을 구성한다. 이 영역(48)은 아래에 설명한 이유 때문에 임펠러(30)의 작동중에 대기압 이하의 압력이 되고, 따라서 임펠러 내로 유체를 끌어당긴다. 중간 영역(50)은 다른 2개의 영역(48, 52)보다 더 좁으며, 사용시 압력 강하를 일으켜서 영역(48)에서 흡입을 발생하는 벤튜리의 스로트(throat)를 형성하는 갭(gap)을 만드는 보충 표면을 부여한다. 배출 영역(52)은 중간 영역(50)에서부터 하우징(36)의 출구(56)까지 아주 급격하게 증가하는 표면적을 부여한다. 이러한 증가하는 표면적은 임펠러(30)의 작동중에 하우징(36)의 외부로 난류를 일으키지 않고 유체를 용이하게 배출시킨다.
전동기(38)는 샤프트(34)에 회전 운동을 직접 또는 간접적으로 부여할 수 있는 어떤 장치라도 좋다. 도시한 실시예에서, 전동기(38)는 샤프트(34)에 직접 연결된 회전 출력 요소를 가진다.
예를 들어 공기를 이동시키는 임펠러(30)의 작동에 대하여 설명하기로 한다. 임펠러의 작동은 전동기(38)에 에너지를 공급하여 샤프트(34)를 화살표(60)의 방향으로 회전시키고 이에 따라 하우징(36)내에서 원반(32)을 회전시킴으로써 시작된다. 원반의 측면(40)과 공기간의 표면 마찰은 공기를 원반(42)과 함께 제3도 및 4도의 화살표(64)의 방향으로 이동시킨다. 환형원반(32)이 공기를 굴곡된 궤도로서 원심적으로 가속화시키고, 따라서 공기가 흡입영역(48)을 통과하며 또 벤튜리의 스로트를 형성하는 좁은 중간영역(50)내로 이동하면서 원반(32)의 주변으로 투사되어서 스트림(stream)(62)을 형성하게 된다. 여기서 공기의 속도가 증가하여 압력강하를 일으키고, 영역(48)에서 대기압 이하의 압력을 발생시켜 화살표(64)로 도시한 바와 같이 하우징(36)의 입구(54)내로 더 많은 공기를 끌어당긴다. 그때 공기는 중간영역(50)에서 유출하고, 배출영역(52)을 지나며 접선 방향으로 흐르고, 난류를 일으키지 않고 화살표(66)의 방향으로 하우징(36)의 출구(56) 밖으로 흐른다. 이러한 난류가 일어나지 않기 때문에 임펠러(30)의 무소음 작동을 초래하고, 음향적으로 즐겁게 만들고 또한 시스템의 전체 효율을 증가시킨다.
임펠러(30)는 특별히 설계된 하우징(36)내에 수용될 필요는 없고, 실제로 임펠러의 작동시에 벤튜리가 형성되는 공간을 만들도록 원반에 보충 표면(갭)을 부여하는 요소 부근에 위치하기만 하면 전체적으로 하우징내에 수용될 필요는 없다. 따라서, 임펠러(30)는 칩의 표면이 요구한 보충표면을 부여하면 전자칩 또는 이런 종류의 부근에 배치될 수 있다. 임펠러에 의해 추진된 공기가 칩 위로 끌려갈 때 칩의 표면을 냉각시킬 것이다.
임펠러를 위한 소정의 보충표면은 또한 임펠러에 평행하게 연장하는 제2임펠러의 원반에 의해 형성될 수도 있다. 따라서, 제5도에서, 임펠러(30)는 하우징(70)내에서 제2임펠러(30')와 평행하게 공간(72)을 두고 장착될 수 있다. 제2임펠러(30')는 상기 임펠러(30)와 동일하고, 전동기(38')에 의해 구동되는 샤프트(34')에 장착된 다수의 적층된 원반(32')으로 형성된 회전자(35')를 포함한다.
작동시, 임펠러(30, 30')의 회전자(35, 35')는 제5도에서 화살표(74, 74')로 도시한 바와 같이 전동기(38, 38')에 의해 역방향으로 회전하도록 구동된다. 회전하는 임펠러(30, 30')는 화살표(78, 78')로 도시한 바와 같이 하우징(70)의 대향한 입구(76, 76')내로 공기를 끌어 당겨서, 벤튜리의 스로트를 형성하는 갭(72)을 통과시키고, 화살표(82)의 방향으로 하우징(70)의 공통 출구(80) 밖으로 배출시킨다. 캡(72)과 하우징(70)의 확장된 출구(80) 밖으로 흐르는 기류는 하우징(70)이 일반적인 반원형이 아니라 사각형일지라도 난류를 일으키지 않는다.
지금까지 설명한 블레이들리스 임펠러가 이동되는 유체와 서로 열교환되는 비교적 넓은 표면적을 갖는 기다란 샤프트와 합체되고 또, 평평한 원반과 합체된 회전자 그 자체가 열전달에 아주 적합하기 때문에, 그러한 임펠러는 내부 열전달 기구를 수령하기에 적합한 것으로 판명되었다. 그러한 내부 열전달기구의 가능한 형태와 그러한 기구의 2가지 적용에 대해 설명하기로 한다.
[열전달 시스템의 작동 설명]
이제 제6도에서, 열전달 시스템(90)은 외부 환경을 냉방시키며 이에 의해 가열되는 가열부(94)와, 외부 환경을 난방시키며 이에 의해 냉각되는 냉각부(92)를 포함하고, 상기 가열부와 냉각부는 중앙 간막이(102)에 의해 분리된 상부벽(98)과 하부벽(100)을 갖는 하우징(96)내에서 다른 것 위에 하나가 적층되어 있다. 회전자(104)는 하우징(96)내에 장착되어서 열전달 시스템(90)의 각각의 가열부(94)와 냉각부(92)내에 배치된 상부 및 하부 임펠러 섹션(section)(106, 108)을 형성한다. 상기 섹션(106, 108)은 전동기(112)에 의해 구동되며 내부 열전달기구(114)를 갖는 공통의 수직 또는 경사축(110)을 포함한다.
하우징(96)은 임펠러 섹션(106, 108)을 위해 필요한 보충표면을 제공한다면 어떤 형상으로도 변경할 수 있다. 도시된 실시예에서, 임펠러 섹션(106, 108)으로부터 형성된 임펠러는 앞에서 설명한 방식의 블레이들리스 임펠러의 형태를 가지는 것이 바람직하다. 이에 따라 임펠러 섹션(106, 108)의 하우징은 전술한 방식의 입구 또는 흡입영역(116, 118)과, 출구 또는 배출영역(120, 122)을 가지고, 또한 벤튜리의 스로트를 형성하는 중간 영역(도시되지 않음)을 가진다. 임펠러 섹션(106, 108)의 공통의 회전자(104)는 샤프트(110)에 단단히 장착되어 있으며 다른 것 위에 하나씩 적층되며 그들 사이에 틈(126)이 형성되어 있는 다수의 얇고 평평한 원반(124)을 구비한다. 샤프트(110)는 하우징(96)의 상부벽(98)과 하부벽(100)에 회전가능하게 장착되고, 하우징(96)에서 매달려 있는 자유단(128)을 가지고, 이 자유단이 풀리(130, 132) 및 벨트(134)를 거쳐 간헐적으로 또는 직접적으로 전동기(112)에 의해 구동된다.
열전달기구(114)는 여러 종류의 장치 중 어떤 것으로 할 수 있지만, 양호하게는 기다란 샤프트에 장착하기에 적합한 히트 파이프로 구성된다. 히트 파이프로 형성된 상기 열전달기구(114)는 잘 알려져 있고, 도시한 바와 같이 샤프트(110)에 형성된 관형 인서트 또는 중공의 인테리어(interior)(136)를 구비할 수 있다. 열전달기구(114)는 증발기 또는 냉각부(138)와, 복수기 또는 가열부(140)를 가진다. 기술에 공지된 바와 같이, 상대적으로 따뜻한 유체와 열접촉함으로써 증발기(138)가 가열되면 증발기내에 들어있는 액체 냉매(142)를 기화시켜서 기화 냉매(143)를 형성하며 그 동안 유체를 냉각시킨다. 기화 냉매(143)는 열전달기구(114)의 복수기(140)내로 상승되고, 여기서 시스템(90)의 상부(92)를 통해 흐르는 비교적 차가운 유체로 열이 전달되어 냉각되며, 샤프트(110)의 인서트 또는 중공의 인테리어(136)의 표면에서 응축된다. 열전달은 히트 파이프의 내벽에 내부 위크(wick) 또는 홈(144)을 제공함으로써 증가될 수 있다.
작동시, 따뜻한 공기는 화살표(146) 방향으로 열전달 시스템(90)의 하부(94)내로 흘러가고, 하부 임펠러 섹션(108)에 의해 하부(94)를 통해 끌려가고, 열전달 기구(114)의 증발기(138)에서 냉매(142)를 기화시킴으로써 냉각된다. 기화 냉매(143)는 열전달 기구(114)의 복수기(140)내로 상승되고, 여기서 상부 임펠러 섹션(106)에 의하여 화살표(148) 방향으로 시스템(90)의 상부(92)를 통해 끌려가는 공기 또는 다른 유체에 의해 냉각되며, 따라서 공기 또는 다른 유체를 따뜻하게 만들고 냉매를 응축시킨다. 응축된 냉매(142)는 샤프트(110)의 인테리어(136)의 표면 아래로 내려가서, 열전달기구(114)의 증발기(138)내로 들어가고, 여기서 프로세스가 반복된다. 샤프트/히트 파이프는 또한 수평 위치에서 양호하게 작동한다. 이런 경우에 임펠러 섹션(106, 108)이 어떤 자세를 가져도 따뜻한 기류 속에 있을 수 있다.
따라서, 내부 열전달기구(114)를 합체한 임펠러를 갖는 열전달 시스템(90)은 유체 이동 및 유체 냉각 및/또는 가열이 동일한 구조로써 수행되기 때문에 아주 간단하고 컴팩트하다는 것을 알 수 있다.
제7도는 전동기를 냉각시키기 위해 내부 히트 파이프를 가지며 블레이들리스 임펠러의 원리를 이용하는 열전달 시스템의 개략도이다. 히트 파이프는 전동기의 중공 샤프트일 수도 있고 또는 전동기의 샤프트에 파묻힐 수도 있다. 히트 파이프는 전동기의 내부에 있는 열을 외부로 전달하고, 여기서 열이 임펠러의 원반에 의해 대기고 분산되며, 냉각 시스템을 형성하게 된다.
전동기(700)의 샤프트(701)는 속이 빈 중공체로서, 히트 파이프로서 작용하기 위해 증발성 냉매(702)로 부분적으로 충전될 수 있고, 내부에 히트 파이프를 파묻을 수도 있다. 샤프트/히트 파이프 또는 파묻힌 히트 파이프에서 전동기의 외부로 돌출하는 부분은 임펠러에 적층된 원반(703)을 가진다. 전동기가 작동할 때, 액체 냉매는 발생된 열을 흡수하여 기화된다. 증기(704)는 원반을 지탱하는 부품으로 이동하여 더욱 냉각된다. 여기서 증기가 응축하고(705), 방출된 열이 원반으로 퍼지고, 다음에 원반이 만드는 기류(706)로서 분산된다.
본 발명은 그 정신 및 범위를 벗어남이 없이 여러 가지 변경 및 수정이 가능하다. 예를 들면, 상술한 블레이들리스 임펠러는, 종래 블레이드 또는 터빈을 이용하지 않고 적어도 원반을 보충하기 위해서만 그러한 블레이드 또는 터빈을 사용한다면 어떤 형태라고 좋고, 또한 임펠러를 통해 접선 방향으로 배출되는 유체가 난류를 일으키지 않는 것이면 어떤 형태라도 좋다.
게다가, 도시된 히트 파이프와 같이 내부 열전달 장치를 갖는 임펠러는 설명한 적용에 제한받지 않으며 , 어떤 열전달 시스템에도 사용될 수 있다. 그러한 임펠러는 또한 전술한 방식의 블레이들리스 임펠러에 제한 받지 않지만, 임펠러를 통해 공기를 끌어당기기 위해 원반, 블레이드, 터빈 또는 다른 수단을 지탱하는 회전하는 수직, 경사 또는 수평 샤프트를 합체할 필요는 있다.

Claims (12)

  1. 임펠러에 있어서, (1) 회전가능한 샤프트와, 상기 샤프트에 단단하게 장착되어서 샤프트의 회전 중에 마찰로써 유체를 동반하여 회전자를 통해 횡단방향으로 유체를 추진하는 다수의 평평한 환형원반을 포함하는 횡단방향 유동의 회전자와; (2) 상기 회전자를 부분적으로 둘러싸며 방사상 입구 및 방사상 출구를 가지며 회전자의 외부 방사상 표면에 인접하게 형성된 갭을 제공하는 하우징(volute)을 구비하고, 상기 갭은 하우징의 원주 길이 전체 보다 짧게 연장하며 , 회전자와 하우징의 나머지 부분 사이의 방사상 거리보다 짧은 방사상 거리를 가지며, 하우징의 단일 축방향 평면을 따라서 최소의 폭을 가지며, 상기 샤프트가 회전할 때 갭을 통해 흐르는 유체가 대기압 이하의 압력을 형성함으로써 이 유압이 유체를 갭 내부로 끌어당기며 이로써 회전자의 작동을 강화시키는 임펠러.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하우징은, (1) 입구에 인접하게 위치한 흡입영역과, (2) 출구에 인접하게 위치한 배출 영역과, (3) 상기 흡입영역과 배출영역 사이에 위치하고 갭을 내부에서 갖는 중간 영역을 제공하는 임펠러.
  3. 제2항에 있어서, (1) 상기 흡입영역은 입구에서부터 중간영역을 향해 직경이 감소되고, (2) 상기 배출영역은 중간영역에서부터 출구를 향해 직경이 증가되는 임필러.
  4. 제1항에 있어서, 상기 원반은 고마찰재료로서 형성되는 임펠러.
  5. 유체를 이동시키는 방법에 있어서, 평평한 원반 회전자를 회전시킴으로써 임펠러의 하우징을 통해 난류를 일으키지 않고 횡단하며 유체를 추진하는 단계와, 유체를 임펠러의 방사상 입구내로 빨아들여서 갭을 통해 임펠러의 방사상 출구로 배출하도록 하는 흡인(drawing) 단계를 구비하고, 상기 갭은 회전자의 외부 방사상 표면에 인접하게 형성되고, 하우징의 전체 원주상 길이 보다 작게 연장하고, 회전자와 하우징의 나머지 부분과의 사이의 방사상 거리 보다 적은 방사상 거리를 가지며, 또 하우징의 단일 축방향 평면을 따라 만들어지는 최소의 폭을 가지며, 상기 추진단계는 회전자의 평평한 원반과 유체와의 마찰로 인해 발생되는 마찰력과, 상기 갭을 통해 흐르는 유체 유동으로 인하여 발생된 압력 강하와, 원반의 회전에 의한 원심력과의 조합을 이용하는 유체 이동 방법.
  6. 제5항에 있어서, (1) 상기 회전자는 샤프트에 단단히 장착되어서 축 방향으로 이격되며 동시에 갭이 형성되어 있는 다수의 평평한 환형원반을 구비하고, (2) 상기 흡인(drawing) 단계는, (a) 입구 부근에 위치한 하우징의 흡입영역에서 나타나는 흡입력을 통해 하우징의 입구내로 유체를 끌어당기는 단계와, (b) 원반을 회전시켜 유체에 마찰력을 적용함으로써 상기 갭 안으로 유체를 원심작용으로 가속시키는 단계와, (c) 상기 갭을 통해 유체를 가속시킴으로써 흡입영역에서 흡입력을 발생시키는 단계와, (d) 상기 갭의 하류측에 위치한 배출영역을 통해 유체를 추진하는 단계와, (e) 하우징으로부터 유체를 접선 방향으로 배출하는 단계를 구비하는 유체 이동 방법.
  7. A. 상대적으로 따뜻한 환경과 상대적으로 차가운 환경과 제각기 열교환을 하기 위한 제1 및 제2부분을 갖는 회전 샤프트를 가지는 임펠러와, B. 상기 회전 샤프트에 설치되어서 상대적으로 따뜻한 환경으로부터 상대적으로 차가운 환경으로 열을 전달하는 열전달기구를 구비하는 열전달 시스템.
  8. 제7항에 있어서, (1) 상기 회전 샤프트는 속이 비어있는 중공형이고, (2) 상기 열전달기구는, 중공의 회전 샤프트에 설치되고, 그리고 (A) 상대적으로 따뜻한 환경과 열교환을 하기 위한 증발기 부분과, (B) 상대적으로 차가운 환경과 열교환을 하기 위한 복수기 부분을 갖는 히트 파이프를 구비하는 열전달 시스템.
  9. 제8항에 있어서, (1) 상기 임펠러는 제1 및 제2하우징 부분에 각각 설치된 제1 및 제2임펠러 섹션을 구비하고, (2) 상기 제1임펠러 섹션은 히트 파이프의 증발기 부분을 수용하는 회전 샤프트의 일부분을 포함하고, (3) 상기 제2임펠러 섹션은 히트 파이프의 복수기 부분을 수용하는 회전 샤프트의 일부분을 포함하는 열전달 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 임펠러는 제1 및 제2하우징 부분을 갖는 하우징을 포함하고, 상기 각각의 하우징 부분은 (1) 입구와, (2) 출구와, (3) 상기 입구 부근에 위치한 흡입영역과, (4) 상기 출구 부근에 위치한 배출영역과, (5) 상기 흡입영역과 배출영역 사이에 위치하고 또한 상기 회전 샤프트가 회전할 때 벤튜리의 스로트를 형성하는 갭을 만들기 위하여 회전자에 인접하게 배치되어 있는 보충표면을 부여하는 중간영역을 포함하는 열전달 시스템.
  11. 제9항에 있어서, 상기 임펠러는 회전 샤프트에 단단히 장착되어서 상기 회전 샤프트를 따라 축방향으로 이격되며 동시에 그들 사이에 갭이 형성된 다수의 평평한 환형원반을 구비하는 열전달 시스템.
  12. 히트 파이프의 열전달 작용원리와 블레이들리스 임펠러 원리를 조합하여 사용함으로써 전동기를 냉각시키는 방법.
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Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090072545A1 (en) * 1980-06-05 2009-03-19 Van Michaels Christopher Process of processes for radical solution of the air pollution and the global warming, based on the discovery of the bezentropic thermomechanics and eco fuels through bezentropic electricity
US6167948B1 (en) 1996-11-18 2001-01-02 Novel Concepts, Inc. Thin, planar heat spreader
GB2343113A (en) * 1998-10-27 2000-05-03 Chiang Chiu Jung Hair ornament
US7341424B2 (en) * 1999-12-23 2008-03-11 Dial Discoveries, Inc. Turbines and methods of generating power
US6779964B2 (en) 1999-12-23 2004-08-24 Daniel Christopher Dial Viscous drag impeller components incorporated into pumps, turbines and transmissions
US6375412B1 (en) 1999-12-23 2002-04-23 Daniel Christopher Dial Viscous drag impeller components incorporated into pumps, turbines and transmissions
KR20020016978A (ko) * 2000-08-28 2002-03-07 밍 루 차량용 조향장치
US6368078B1 (en) 2000-11-27 2002-04-09 John F. Palumbo Bladeless turbocharger
DE10157498A1 (de) 2001-11-23 2003-06-12 Daimler Chrysler Ag Heiz- und/oder Klimaanlage mit dezentraler Luftfördervorrichtung
TW568299U (en) * 2003-04-01 2003-12-21 Delta Electronics Inc Heat dissipation module
NO321337B1 (no) * 2003-07-31 2006-05-02 Roto Internat As Anordning for a oppna sirkulasjon av et fluid, fremgangsmate for a montere anordningen og anvendelse av denne.
US7192244B2 (en) * 2004-02-23 2007-03-20 Grande Iii Salvatore F Bladeless conical radial turbine and method
US7273091B2 (en) * 2004-04-20 2007-09-25 International Business Machines Corporation Cooling apparatus for heat generating devices
US20060253194A1 (en) * 2005-05-05 2006-11-09 Dial Discoveries, Llc Devices and methods for displacing biological fluids incorporating stacked disc impeller systems
CA2571766C (en) * 2005-12-20 2014-12-09 Dri-Eaz Products, Inc. Blower systems and methods having multiple outlets
US8784035B2 (en) * 2007-05-16 2014-07-22 Ralf W. Blackstone Bladeless fluid propulsion pump
US20140328666A1 (en) * 2008-06-24 2014-11-06 Diana Michaels Christopher Bezentropic Bladeless Turbine
CN101765353B (zh) * 2008-12-25 2013-06-05 富准精密工业(深圳)有限公司 散热模组
US10352325B2 (en) * 2012-10-29 2019-07-16 Exhale Fans LLC Laminar flow radial ceiling fan
WO2015191509A1 (en) 2014-06-09 2015-12-17 Phononic Devices, Inc. Hybrid fan assembly and active heating pumping system
US10503220B2 (en) 2016-04-14 2019-12-10 Microsoft Technology Licensing, Llc Viscous flow blower for thermal management of an electronic device
USD918142S1 (en) * 2018-12-14 2021-05-04 Smith Flow Dynamics, LLC Bladeless turbine impeller
US11105343B2 (en) 2018-12-14 2021-08-31 Smith Flow Dynamics, LLC Fluid-foil impeller and method of use
US11911790B2 (en) 2022-02-25 2024-02-27 Saudi Arabian Oil Company Applying corrosion inhibitor within tubulars

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR452393A (fr) * 1912-03-05 1913-05-15 Emmanuel Francois Michel Farcot Perfectionnement aux turbines de ventilateurs, pompes à haute, moyenne et basse pressions à courant réversible par simple changement du sens de rotation
US1739137A (en) * 1928-03-26 1929-12-10 Frazer W Gay Heat-transfer means for rotating electrical machinery
US2327786A (en) * 1941-09-15 1943-08-24 Jack & Heintz Inc Cooling method and apparatus
US2632598A (en) * 1950-04-05 1953-03-24 Theodore Backer Centrifugal blower
US3094273A (en) * 1959-06-25 1963-06-18 Ametek Inc Fan assembly
US3017848A (en) * 1960-11-14 1962-01-23 Charles R Bishop Boat propulsion unit
US3275223A (en) * 1964-08-03 1966-09-27 American Radiator & Standard Fluid moving means
US3842596A (en) * 1970-07-10 1974-10-22 V Gray Methods and apparatus for heat transfer in rotating bodies
US3866668A (en) * 1971-01-28 1975-02-18 Du Pont Method of heat exchange using rotary heat exchanger
US3914630A (en) * 1973-10-23 1975-10-21 Westinghouse Electric Corp Heat removal apparatus for dynamoelectric machines
US4137472A (en) * 1974-01-31 1979-01-30 S.B.W. Engineers Limited Cooling system for electric motors
US4036584A (en) * 1975-12-18 1977-07-19 Glass Benjamin G Turbine
JPS5471304A (en) * 1977-11-17 1979-06-07 Fujitsu Fanuc Ltd Revolving electric machine with heat pipe for cooling
JPS5563549A (en) * 1978-11-04 1980-05-13 Fanuc Ltd Cooling device for rotary electric machine
JPS55109796A (en) * 1979-02-14 1980-08-23 Toshiba Corp Blower
US4322646A (en) * 1980-02-29 1982-03-30 Electro-Craft Corporation Flux focussed DC motor and method for assembly
JPS56157238A (en) * 1980-05-07 1981-12-04 Fanuc Ltd Rotary motor
SU985444A1 (ru) * 1981-01-04 1982-12-30 Литовский Научно-Исследовательский Институт Строительства И Архитектуры Дисковый вентил тор
DE3326651A1 (de) * 1983-07-23 1985-01-31 Standard Elektrik Lorenz Ag, 7000 Stuttgart Querstromluefter
DE3418160A1 (de) * 1984-05-16 1985-11-28 Standard Elektrik Lorenz Ag, 7000 Stuttgart Querstromluefter
GB2188101B (en) * 1986-03-22 1990-12-05 Usui Kokusai Sangyo Kk Fan blades
DE3825035B4 (de) * 1988-07-09 2006-11-23 Flux-Geräte GmbH Bürstenloser, elektrisch kommutierter Motor für eine Faß- oder eine Behälterpumpe zum Betieb an einem Wechselspannungsnetz
JPH06502464A (ja) * 1989-10-16 1994-03-17 ゼム　インコーポレイテッド ファン
EP0474929A1 (en) * 1990-09-11 1992-03-18 International Business Machines Corporation Laminar flow fans
US5209644A (en) * 1991-01-11 1993-05-11 United Technologies Corporation Flow directing element for the turbine of a rotary machine and method of operation therefor
US5283488A (en) * 1993-02-22 1994-02-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Rotor cooling structure

Also Published As

Publication number Publication date
JPH09504067A (ja) 1997-04-22
KR950008992A (ko) 1995-04-21
US5388958A (en) 1995-02-14
WO1995007406A1 (en) 1995-03-16

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