KR100293489B1 - 에어클리너 - Google Patents

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KR100293489B1 KR1019980023131A KR19980023131A KR100293489B1 KR 100293489 B1 KR100293489 B1 KR 100293489B1 KR 1019980023131 A KR1019980023131 A KR 1019980023131A KR 19980023131 A KR19980023131 A KR 19980023131A KR 100293489 B1 KR100293489 B1 KR 100293489B1
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도미노리 이시까와
유우지 도오야마
마사유끼 데라노
요시히로 다까다
게이이찌 혼마
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가나이 쓰도무
가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼
우찌가사끼 기이찌로
히다찌 테크노 엔지니어링 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명에 따른 에어 클리너는 상벽과 측벽들을 갖는 하우징과, 팬과, 상기 팬을 지지하기 위해 상기 하우징의 적어도 두 개의 측벽의 사이에서 연장된 지지판과, 상기 지지판과 상기 상벽의 사이에서 연장된 제1 공기 유동 안내 부재 및 상기 하우징의 수평 원주부에 제공된 제2 공기 유동 안내 부재를 포함한다. 상기 제1 공기 유동 안내 부재는 상기 지지판과 상기 상벽에 대한 보강력을 제공할 뿐만 아니라, 상기 팬으로부터 유출되는 공기 유동을 안내한다. 상기 제2 공기 유동 안내 부재는 상기 하우징의 수평 원주부에서 공기 유동을 안내하기 위한 수평판과 수직판을 갖는다. 상기 제1 공기 유동 안내 부재와 상기 제2 공기 유동 안내 부재는 상기 팬의 공기 유동 유출 영역의 전반에 걸쳐 분포된 공기 유속을 균등하게 하도록 구성된다. 상기 지지판과 상기 제1 공기 유동 안내 부재는 상기 팬과 상기 제1 공기 유동 안내 부재의 사이에 공간을 유지하게 구성된다. 본 발명에 따른 에어 클리너는 팬의 효율을 향상시킴으로써 에너지 소비를 줄일 수 있다.

Description

에어 클리너 {Air Cleaner}
본 발명은 에어 클리너에 관한 것이며, 특히 반도체나 액정 제품 등과 같은 소자 또는 장치를 제조하기 위해 이용되는 청정실의 천장에 설치되는 에어 클리너에 관한 것이다.
종래의 에어 클리너의 구조에 관해서 도13 내지 도15를 참조하여 설명한다. 종래의 에어 클리너(D)는 도13에 도시한 바와 같이 팬(F)과 필터(5) 및 그러한 팬(F)과 필터(5)를 수용하는 하우징(1)을 갖는다. 팬(F)은 베인 휠(2) 및 그러한 베인 휠(2)을 회전시키는 모터(3)를 포함한다. 모터 베이스(4)는 하우징(1) 속에서 모터(3)를 지지한다. 하우징(1)은 상판(1a)에서 공기 입구(6a)를 가지며, 하부에서는 필터(5)를 설치하기 위한 구멍을 갖는다. 하우징(1)의 내부에서 필터(5)의 상류에는 압력실(P)이 형성되어 있다.
베인 휠(2)은 모터(3)의 회전축에 직접 연결되어 있으며, 모터(3)에 의해 구동되어 공기 입구(6a)로부터 공기를 흡입한다. 베인 휠(2)이 회전할 때에 공기 입구(6a)로부터의 공기는 베인 휠(2)의 흡입구(2b)를 통해 흡입되며, 베인 휠(2)의 송풍구(2c)를 통해 불어나간다. 송풍구(2c)로부터 불어나가는 공기는 압력실(P)에공급되어 압력실(P)의 정압을 증가시키고 나서 필터(5)로 공급된다. 필터(5)는 0.1 마이크로미터만큼이나 작은 직경을 갖는 소립자들을 제거함으로써 공기를 정화한다. 공기 입구(6a)에서 흡입구(2b)의 반대쪽에는 벨 마우스(bell mouth; 6)가 제공되어 흡입되는 공기의 흐름을 원활하게 한다.
이러한 종류의 에어 클리너는 천장에 설치되므로, 설치가 용이하도록 무게가 가볍게 설계된다. 그러므로, 하우징(1)은 얇은 판금으로 형성되는 것이 일반적이다. 에어 클리너가 설치된 후에 때로는 천장 위에 제공된 공간을 통해 에어 클리너의 상측에서 점검 또는 정비가 수행된다. 이러한 경우에, 작업자가 부주의하게 에어 클리너의 상판을 밟으면, 상판(1a)은 작업자의 체중에 의해 휘어지거나 변형되어버릴 우려가 있다. 종래에 모터 베이스(4)는 상판(1a)으로부터 떨어져서 상판(1a)과 평행하게 배치된 채로 하우징(1)에 고정되었다. 작업자가 상판(1a)을 밟으면 상판(1a)은 안쪽으로 휘어지거나 변형되며, 모터(3)를 통해 모터 베이스(4)에 부착된 베인 휠(2)은 동일 위치에 유지된다. 결과적으로, 상판(1a)과 베인 휠(2) 위의 벨 마우스(6)는 그 사이의 틈이 좁아져 버린다. 벨 마우스(6)와 베인 휠(2) 사이의 틈이 좁아지면 공기 입구(6a)와 송풍구(2a, 2c) 사이에서의 압력 손실이 증가되고, 팬 효율이 악화되며, 소음이 증가된다. 또한, 벨 마우스(6)와 베인 휠(2)이 서로 접촉되어 버리면 모터(3)의 기계적 정지 또는 베인 휠(2)의 파손이 발생한다.
도14 및 도15를 참조하여 종래 기술의 또다른 문제를 설명한다. 좀더 자세히 말하면, 도14 및 도15에 도시한 바와 같이, 팬(F)의 외부로 불어나가는공기(12)는 압력실(P) 속의 팬(F)의 송풍구(2c)를 포함하는 수평면에서 선회류(14)를 만들어서 송풍구(2c)로부터 필터(5)까지의 공기 유로가 길어지게 하고, 그럼으로써, 압력손실을 증가시킨다. 또한, 압력실(P)의 코너는 거의 직각을 갖게 형성되어 있으므로, 공기의 난류로 인해 그러한 코너에서 와류(13)가 형성되며, 이는 정압 손실을 증가시켜 송풍기의 효율을 악화시킨다.
예를 들어, 일본 실개평5-63619호에는 위와 같은 에어 클리너가 기재되어 있다. 그러한 종래 기술에서 상기 공보의 도1에 화살표로 나타낸 공기는 팬(4)으로부터 취출되어 압력실(6)의 팬(4)의 송풍구(7, 8)를 포함하는 수평면에서의 선회류를 만든다. 그러한 선회류는 압력실(6)의 수직벽의 내면에 의해 강하류가 되도록 안내된다. 수직벽의 하부에는 공기 유동을 수직벽을 따라 패널 필터(1)의 중앙부를 향해 안내하도록 안내 부재(6')가 배치되어 있다. 이러한 종래 기술에서는 압력실이 앞서 설명한 종래 기술에서의 압력실과 유사한 구조를 가지므로, 팬(4)의 외부로 취출되는 공기가 압력실의 팬(4)의 송풍구를 포함하는 수평면에서 선회류를 만든다. 이 장치에서도 공기 유로가 길어지게 하고 와류를 형성함으로써 정압 손실을 증가시키는 문제를 갖는다.
또한, 도13에는 때때로 모터 베이스(4)의 근처에 배치되는 종래 기술의 부재(100)가 도시되어 있다. 그러나, 그러한 부재(100)는 모터 베이스(4)를 지지하기에는 불충분한 두께와 강도를 갖는다. 또한, 그러한 부재(100)는 모터 베이스(4)와 상벽(1a) 사이에서 연장되지 않으며, 그러므로, 상벽(1a)을 지지하지 않는다.
그러므로, 본 발명은 앞서 설명한 종래 기술의 문제를 해결하려는 것이다.
도1은 본 발명의 한 실시예에 따른 에어 클리너의 단면도.
도2는 본 발명의 한 실시예에 따른 에어 클리너의 평면도.
도3은 본 발명의 한 실시예에 따른 에어 클리너의 공기 유동을 도시한 단면도.
도4는 본 발명의 한 실시예에 따른 에어 클리너의 공기 유동을 도시한 평면도.
도5는 본 발명의 한 실시예에 따른 에어 클리너의 주요부의 단면도.
도6은 본 발명의 한 실시예에 따른 에어 클리너의 주요부의 평면도.
도7은 본 발명의 한 실시예에 따른 모터 베이스의 제1 변화예를 도시한 도면.
도8은 본 발명의 한 실시예에 따른 모터 베이스의 제2 변화예를 도시한 도면.
도9의 (a)는 수평판을 포함하는 제2 공기 유동 안내 부재의 평면도이고, 도9의 (b)는 도9의 (a)의 수평판이 없는 상태에서의 측벽을 따라 분포된 공기 유속의 분포를 도시한 도면이고, 도9의 (c)는 도9의 (a)의 수평판이 있는 상태에서의 측벽을 따라 분포된 공기 유속의 분포를 도시한 도면.
도10의 (a)는 수평판을 포함하는 또다른 제2 공기 유동 안내 부재의 평면도이고, 도10의 (b)는 도10의 (a)의 수평판이 없는 상태에서의 수직 벽을 따라 분포된 공기 유속의 분포를 도시한 도면이고, 도10의 (c)는 도10의 (a)의 수평판이 있는 상태에서의 수직 벽을 따라 분포된 공기 유속의 분포를 도시한 도면.
도11은 본 발명의 한 실시예에 따른 제2 공기 유동 안내 부재의 제3 변화예를 도시한 도면.
도12는 본 발명의 한 실시예에 따른 에어 클리너의 베인 휠의 외부 원주부의 크기와 지지판의 관계를 도시한 다이어그램.
도13은 종래 기술의 에어 클리너의 단면도.
도14는 종래 기술의 에어 클리너의 하우징 속의 공기 유동의 단면도.
도15는 종래 기술의 에어 클리너의 하우징 속의 공기 유동의 평면도.
도16은 본 발명의 한 실시예에 따른 에어 클리너의 분해 사시도.
도17은 본 발명의 한 실시예에 따른 에어 클리너의 정면도.
도18은 본 발명의 한 실시예에 따른 에어 클리너의 평면도.
도19는 본 발명의 한 실시예에 따른 에어 클리너의 측면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 하우징
4 : 모터 베이스
8 : 수직판
9 : 수평판
C : 에어 클리너
F : 팬
w : 안내 부재
앞서 설명한 문제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 에어 클리너는 상벽과 측벽들을 갖는 하우징과, 팬과, 상기 팬을 지지하기 위해 상기 하우징의 적어도 두 개의 측벽의 사이에서 연장된 수평 플랫폼 형상의 지지판과, 상기 지지판과 상기 상벽 중의 적어도 하나에 대한 보강력을 제공하도록 상기 지지판과 상기 상벽의 사이에서 연장된 적어도 하나 이상의 제1 공기 유동 안내 부재 및 상기 하우징의 수평 원주부에 제공된 적어도 하나 이상의 제2 공기 유동 안내 부재를 포함하고, 상기 팬으로부터의 공기 유동은 상기 지지판과 상기 상벽의 사이에 형성된 팬 영역으로 유입되며, 상기 제1 공기 유동 안내 부재는 상기 팬 영역으로부터 나오는 공기 유동을 안내하고, 상기 제2 공기 유동 안내 부재는 상기 하우징의 수평 원주부에서 공기 유동을 안내하기 위한 수평판과 수직판을 가지며, 상기 제1 공기 유동 안내 부재와 상기 제2 공기 유동 안내 부재는 상기 팬 유니트의 공기 유출 영역의 전반에 걸쳐 분포된 공기 유속을 균등하게 하도록 구성된다.
또다른 실시예에 따른 에어 클리너는 상벽과 측벽들을 갖는 하우징과, 팬과, 상기 팬을 지지하기 위해 상기 하우징의 적어도 두 개의 측벽의 사이에서 연장된 수평 플랫폼 형상의 지지판과, 상기 지지판과 상기 상벽 중의 적어도 하나에 대한 보강력을 제공하도록 상기 지지판과 상기 상벽의 사이에서 연장된 적어도 하나 이상의 제1 공기 유동 안내 부재 및 상기 하우징의 수평 원주부에 제공된 적어도 하나 이상의 제2 공기 유동 안내 부재를 포함하고, 상기 팬으로부터의 공기 유동은 상기 지지판과 상기 상벽의 사이에 형성된 팬 영역으로 유입되며, 상기 제1 공기 유동 안내 부재는 상기 팬 영역으로부터 나오는 공기 유동을 안내하고, 상기 제2 공기 유동 안내 부재는 상기 하우징의 수평 원주부에서 공기 유동을 안내하기 위한 수평판과 수직판을 가지며, 상기 지지판과 상기 제1 공기 유동 안내 부재는 상기 팬과 상기 제1 공기 유동 안내 부재의 사이에 공간을 유지하게 구성된다.
제3 실시예에 따른 에어 클리너는 상벽과 측벽들을 갖는 하우징과, 상기 하우징에 설치된 에어 필터와, 팬과, 상기 팬을 지지하기 위해 상기 하우징의 적어도 두 개의 측벽의 사이에서 연장된 수평 플랫폼 형상의 지지판과, 상기 지지판과 상기 상벽의 사이에서 연장된 적어도 하나 이상의 제1 공기 유동 안내 부재 및 상기 하우징의 수평 원주부에 제공된 적어도 하나 이상의 제2 공기 유동 안내 부재를 포함하고, 상기 팬으로부터의 공기 유동은 상기 지지판과 상기 상벽의 사이에 형성된 팬 영역으로 유입되며, 상기 제1 공기 유동 안내 부재는 상기 팬 영역으로부터 나오는 공기 유동을 안내하고, 상기 제1 공기 유동 안내 부재와 상기 지지판은 상기 하우징의 상벽에 대한 보강력을 제공하며, 상기 제2 공기 유동 안내 부재는 상기 하우징의 수평 원주부에서 공기 유동을 안내하기 위해 상기 하우징의 하한과 상기 상벽의 사이에 배치된 수평판을 가지며 상기 하우징의 적어도 하나의 코너에 배치된 수직판을 갖고, 상기 하우징의 하한은 상기 수평판과 상기 상벽의 사이에 공기 유동 안내 영역을 형성하며, 상기 제1 공기 유동 안내 부재와 상기 제2 공기 유동 안내 부재는 상기 에어 클리너 유니트의 상기 에어 필터의 공기 유출 영역의 전반에 걸쳐 분포된 공기 유속을 균등하게 하도록 구성된다.
또다른 실시예에 따른 에어 클리너는 상벽과 측벽들을 갖는 하우징과, 상기 하우징에 설치된 에어 필터와, 팬과, 상기 팬을 지지하기 위해 상기 하우징의 적어도 두 개의 측벽의 사이에서 연장된 수평 플랫폼 형상의 지지판과, 상기 지지판과 상기 상벽의 사이에서 연장된 적어도 하나 이상의 제1 공기 유동 안내 부재 및 상기 하우징의 수평 원주부에 제공된 적어도 하나 이상의 제2 공기 유동 안내 부재를 포함하고, 상기 팬으로부터의 공기 유동은 상기 지지판과 상기 상벽의 사이에 형성된 팬 영역으로 유입되며, 상기 제1 공기 유동 안내 부재는 상기 팬 영역으로부터 나오는 공기 유동을 안내하고, 상기 제1 공기 유동 안내 부재와 상기 지지판은 상기 하우징의 상벽에 대한 보강력을 제공하며, 상기 제2 공기 유동 안내 부재는 상기 하우징의 수평 원주부에서 공기 유동을 안내하기 위해 상기 하우징의 하한과 상기 상벽의 사이에 배치된 수평판을 가지며 상기 하우징의 적어도 하나의 코너에 배치된 수직판을 갖고, 상기 하우징의 하한은 상기 수평판과 상기 상벽의 사이에 공기 유동 안내 영역을 형성하며, 상기 지지판과 상기 제1 공기 유동 안내 부재는 상기 팬과 상기 제1 공기 유동 안내 부재의 사이에 공간을 유지하게 구성된다.
앞서 설명한 바와 같이, 지지판과 상벽의 사이에서 연장된 제1 공기 유동 안내 부재가 지지판과 상벽 중의 어느 하나에 대한 보강력을 제공하므로, 작업자가 부주의하게 에어 클리너의 상벽을 밟더라도, 상벽이 작업자의 체중에 의해 휘어지거나 변형되는 것이 방지된다. 그렇게 함으로써, 벨 마우스와 팬 사이의 위치관계는 거의 일정하게 유지될 수 있으며, 이는 벨 마우스 사이의 간격이 좁아지는 것을방지하며, 그럼으로써 팬 효율의 악화와 소음의 증가 및 모터의 기계적 고착과 베인 휠의 파손 등의 문제를 회피하게 한다.
또한, 제2 공기 유동 안내 부재가 하우징의 수평 원주부에 제공되고 하우징의 수평 원주부에서의 공기 유동을 안내하기 위한 수평판과 수직판을 가지므로, 본 발명에 따른 에어 클리너는 팬 유니트의 공기 유출 영역의 전반에 걸쳐 분포된 공기 유속을 균등하게 할 수 있다. 또한, 팬의 출구로부터 필터까지 공기가 하우징의 어떤 코너에서도 와류를 형성함이 없이 원활하게 흐르기 때문에, 압력 손실이 감소되고, 송풍기의 효율을 향상시키며, 에너지 소비를 감소시킨다.
[실시예]
도1 내지 도12와 도16 내지 도19를 참조하여 본 발명의 양호한 실시예들을 설명한다. 도1에 도시한 바와 같이, 이 실시예에 따른 에어 클리너(C)는 팬(F)과, 필터(5) 및 그러한 팬(F)과 필터(5)를 수용하는 하우징(1)을 갖는다. 팬(F)은 베인 휠(2) 및 그러한 베인 휠(2)을 회전시키는 모터(3)를 갖는다. 지지판으로 형성된 모터 베이스(4)는 하우징(1) 속에서 모터(3)를 지지한다. 하우징(1)은 상벽(1a)과, 측벽(1b) 및 필터(5)를 설치할 바닥부의 구멍을 갖는다. 하우징(1)은 그 상벽(1a)에 형성된 공기 입구(6a)를 갖는다. 하우징(1) 속의 필터(5)의 상류 쪽에는 압력실(P)이 형성되어 있다.
베인 휠(2)은 모터(3)의 회전축(3e: 도16)에 직접 연결되어 있으며, 모터(3)에 의해 구동되어 공기 입구(6a)로부터 공기를 흡입한다. 베인 휠(2)이 회전할 때에 공기 입구(6a)로부터의 공기는 베인 휠(2)의 흡입구(2b)를 통해 흡입되어 베인휠(2)의 송풍구(2c)로부터 불어나간다. 팬(F)으로부터의 공기 유동은 모터 베이스(4)와 상벽(1a)의 사이에 형성된 팬 영역으로 유입된다. 그러한 공기는 팬 영역을 거쳐 압력실(P)로 공급되어 압력실(P)의 정압을 증가시키고 나서 필터(5)로 공급된다. 필터(5)는 0.1 ㎛만큼이나 작은 직경을 갖는 작은 입자들을 제거함으로써 공기를 정화시킨다. 고도의 청정도가 요구되는 경우의 필터(5)로는, 일반적으로, ULPA (Ultra Low Penetration Air) 필터나 HEPA (High Efficiency Particulate Air) 필터가 이용된다. 흡입되는 공기의 흐름을 원활하게 하기 위하여 공기 입구(6a)에는 흡입구(2b)와 대면하도록 벨 마우스(6)가 제공된다.
이 실시예에 따른 에어 클리너(C)는 제1 공기 유동 안내 부재로서 작용하도록 상벽(1a)과 모터 베이스(4)의 사이에 수직으로 제공된 안내판(7)을 포함한다. 안내판(7)은 모터 베이스(4)와 상벽(1a)을 연결하여 하우징(1)에 대한 강한 보강력을 제공한다. 양호하게는, 모터 베이스(4)가 육각형상을 가지며, 한 쌍의 안내판(7)이 한 단부(R2)가 측벽에 연결된 채로 대각선 위치에 배치되어 있다. 안내판(7)의 다른 단부(R1)는 도6에 도시한 바와 같이 베인 휠(2)의 외부 원주부로부터 거리(f) 만큼 이격되게 배치되어 있다. 이 거리(f)는 팬(F)의 특성에 따라 결정된다. 도12에 도시한 바와 같이, 베인 휠과 판 사이의 거리(f)가 증가하면 팬 효율이 감소된다. 10 mm의 거리를 이용하면 약 69.5%의 효율이 얻어지고, 50 mm의 거리에서는 약 66%까지 감소된다. 양호하게는, 베인 휠(2)이 350 mm의 외부 직경을 갖고, 950 RPM의 속도로 회전하게 구동되며, 거리(f)는 45 mm 이하, 양호하게는, 10 mm로 설정되며, 이는 베인 휠(2)의 외부 원주부와 접촉하지 않게 하기에 충분한 범위이다. 거리(f)를 45 mm 이하로 설정함으로써 팬 효율은 도12에 도시된 종래 기술의 경우에 비해 향상될 수 있다.
양호한 실시예에서는, 하우징(1)이 주 길이(major length) 576 mm와 보조 길이(minor length) 1176 mm와 높이 298 mm를 갖는다. 또한, 도6에 도시한 바와 같이, 양호한 모터 베이스(4)의 주 길이 "g"는 460 mm이고, 제2 주 길이 "h"는 363 mm이며, 제2 보조 길이 "i"는 252 mm이고, 안내판 길이 "j"는 308 mm이다. 이러한 크기는 에어 클리너가 설치될 천장의 격자형 프레임(주 길이 600 mm, 보조 길이 1200 mm)의 현수 장치를 위한 공간을 빠져나가도록 그러한 격자형 프레임보다 약간 작게 정해진다.
이 실시예에서 단부(R1)는 베인 휠로부터의 공기 유동을 난류를 일으킴이 없이 원활하게 안내하도록 휘어져 있는 것이 양호하다.
팬 영역 내에서 측벽을 따라 압력실(P)까지 공기 유동을 원활하게 안내하기 위해서는 안내판(7)의 단부(R2)에 곡면을 형성하는 것이 양호하다. 그렇게 함으로써, 안내판(7)은 팬 영역으로부터 유출되는 공기 유동을 압력실(P)로 안내한다. 안내판(7)은 측벽(1b)과 상벽(1a) 및 모터 베이스(4)에 단단히 고정되어 하우징(1)을 보강할 뿐만 아니라 그 사이에서의 공기 누설을 방지한다. 모터 베이스(4)와 안내판(7)은 상벽(1a)에 대한 단단한 기계적 지지력을 제공하기에 충분한 두께와 강도를 갖는다. 즉, 모터 베이스(4)는 하우징(1) 내에서 충분한 두께를 갖는 다른 부재(예를 들어, 적어도 두 개의 측벽)에 의해 충분히 지지되며, 안내판(7)도 충분한 두께를 가짐으로써 상벽(1a)을 지지하고 그러한 상벽(1a)에 부주의하게 무게(예를 들어, 사람의 체중)가 가해질지라도 안내판(7)과 베인 휠(2) 사이의 공간을 유지한다. 모터 베이스(4)의 두께는 1.6 mm(일반적으로 1.2 내지 2.3 mm로 설계)이고, 안내판(7)의 두께는 0.8 mm(일반적으로 0.6 내지 1.2 mm로 설계)이다.
압력실(P)의 각각의 단부에는 수평판(9)을 갖는 제2 공기 유동 안내 부재(w)가 상벽(1a)과 하우징(1)의 하한의 사이의 중간 위치에 배치되어 수평판(9)과 상벽(1a)의 사이의 공기 유동 안내 영역을 형성한다. 제2 공기 유동 안내 부재는 또한 하우징(1)의 적어도 하나의 코너에서 수직판(8)을 갖는다. 수직판(8)은 팬(F)의 둥그스름한 외주에 거의 대응하는 오목 곡면(8a, 8b)을 갖는다. 곡면(8a, 8b)의 각각의 곡률 반경은 팬(F)의 곡률 반경과 유사하거나 양호하게는 동일하게 정해진다. 곡면(8a, 8b)의 사이에는 평평한 평면(8c)이 배치되어 있다. 일반적으로, 평평한 평면(8c)은 하우징(1)의 수직벽(1c)의 일부이다. 그러나, 평평한 평면(8c)은 양 단부에 곡면(8a, 8b)을 갖는 반원형 스트립의 일부로 형성될 수도 있다.
수평판(9)은 공기 유동 안내 영역 내의 곡면(8a, 8b)과 평평한 평면(8c)을 따라 반원형으로 형성된다. 이 실시예에서, 반원형이라고 함은 양 단부에서 곡면(8a, 8b)에 대응하는 굴곡부를 포함하는 형상을 의미하며, 굴곡부의 사이에 평평한 평면(8c)에 대응하는 선형 부분을 포함한다. 수평판(9)은 처음부터 반원형상으로 형성될 수도 있으며, 곡면(8a, 8b)과 평평한 평면(8c)의 하단부에 고정될 수도 있다. 선택적으로, 수평판(9)은 사각 스트립으로 형성될 수 있으며, 적어도 곡면(8a, 8b)의 하부 에지에 대해 고정될 수 있다. 수평판(9)은 수직판(8)에 대해단단히 고정되어 하우징(1)을 보강할 뿐만 아니라 그 사이에서의 공기 누설을 방지한다. 도5에 도시한 바와 같이, 모터 베이스(4)와 상벽(1a) 사이의 크기(d)는 안내판(7)에 의해 일정하게 유지되므로, 상벽(1a)이 부주의하게 휘어지거나 변형되더라도, 베인 휠(2)의 상부 송풍구(2a)와 하우징(1)의 상벽(1a)의 사이의 크기(b) 및 베인 휠(2)의 흡입구(2b)와 벨 마우스(6)의 사이의 크기(e)는 일정하게 유지된다.
이 실시예에서 제2 공기 유동 안내 부재는 팬으로부터 불어 나오는 공기를 수평판(8)의 표면을 따라 원활하게 안내하므로, 하우징의 코너에서 공기의 난류나 와류가 발생되는 것이 방지된다.(도4 참조) 그렇게 함으로써, 제1 공기 유동 안내 부재가 팬(F)의 송풍구(2c)를 포함하는 수평면에서의 선회류를 정지시키고 공기 유동(10, 11)를 도3과 도4에 도시한 바와 같이 필터(5)를 향해 보내므로, 팬(F)의 성능이 악화되는 것이 방지될 수 있다. 그렇게 함으로써, 공기 유동의 동압이 압력실(P) 속의 정압으로 효율적으로 전환되며, 이는 필터(5)의 거의 전반에 걸친 압력을 균등하게 하는 장점이 있다. 그럼으로써, 공기는 필터(5)의 모든 부분으로부터 균등한 유속으로 불어 내려간다. 그렇게 함으로써, 필터의 단부(우측 단부 또는 좌측 단부)로부터 불어나가는 공기는 에어 클리너의 송풍구의 중간 부분으로부터 불어나가는 공기의 유속과 유사한 유속을 가지며, 이는 공기 유속의 차이로 인해 난류가 발생하는 것을 방지한다. 이럼으로써, 에어 클리너의 성능을 향상시킬 수 있다.
안내판(7)과 모터 베이스(4) 사이의 위치 관계가 유지되는 한, 모터 베이스(4)의 구조는 제조 기법 및 비용에 따라 일체 구조나 분리 구조의 어느 것이라도 될 수 있다.
본 발명은 앞서 설명한 실시예에 국한되는 것이 아니라 다양한 변화예가 가능하다. 예를 들어, 모터 베이스(4)의 변화예가 도7 및 도8에 도시되어 있다. 도7은 모터 베이스(4)의 제1 변화예를 도시하며, 거기에서는 S자형의 모터 베이스(4a)가 하우징(1) 속에 제공되며, 한 쌍의 안내판(7a)이 그 대각선 위치에 배치된다. 도8은 모터 베이스(4)의 제2 변화예를 도시하며, 거기에서는 별 모양의 모터 베이스(4')가 하우징(1) 속에 제공되고, 네 개의 안내판(7a')이 그 대각선 위치에 제공된다. 이 변화예의 어느 것이든 간에, 안내판(7)은 모터 베이스(4a, 4a')의 적절한 위치에 제공되어 공기의 선회류의 발생이 효율적으로 방지될 수 있게 한다.
제2 공기 유동 안내 부재(w)의 변화예는 도9, 도10 및 도11에 도시되어 있다.
좀더 자세히 말하면, 도9의 (a)는 제2 공기 유동 안내 부재(w)의 평면도를 도시하고, 도9의 (b)는 수평판(9a')이 없는 상태에서의 측벽(1b)을 따라 분포된 공기 유속의 분포를 도시하며, 도9의 (c)는 도9의 (a)의 수평판(9a')이 있는 상태에서의 측벽(1b)을 따라 분포된 공기 유속의 분포를 도시한다.
도9의 (a)에 도시된 바와 같은 제1 변화예에서 수평판(9a')은 현(CH)이 수직벽(1a)에 대해 비스듬히 배치된 일종의 반원형으로 형성되어 있다. 곡면(8a', 8b')은 곡면(8a', 8b')의 각각의 길이에 따라 상이한 반경을 갖도록 상이한 크기로 형성되어 있다. 이 변화예는 송풍구의 단부[도9의 (b)에서는 우측 단부로 도시]에서의 공기 유속이 도9의 (b)에 도시된 바와 같이 송풍구의 중간 부분에서의 유속보다 클 때에 에어 클리너의 송풍구에서의 공기 유속을 균등화하기에 효과적이다. 수평판(9a')을 수직벽(1c)에 대해 비스듬하게 배치하고 곡면(8a')을 연장함으로써 송풍구의 단부로 흐르는 공기 유동이 감소되고, 이는 도9의 (c)에 도시한 바와 같이 공기 유속을 균등화한다.
도10의 (a)는 제2 공기 유동 안내 부재(w)의 제2 변화예를 도시하고, 도10의 (b)는 수평판(9c, 9d)이 없는 상태에서의 수직벽(1c)을 따라 분포된 공기 유속의 분포를 도시하며, 도10의 (c)는 수평판(9c, 9d)이 있는 상태에서의 수직벽(1c)을 따라 분포된 공기 유속의 분포를 도시한다. 제2 변화예에서 제2 공기 유동 안내 부재(w)는 두 개의 부재로 분할된다. 수평판(9c, 9d)은 삼각형상을 갖는다. 도10의 (a)에 도시한 바와 같이, 곡면(8c)은 길쭉하고 앞서의 곡면(8b)보다 더 긴 아치를 갖는다. 한 수평판(9c)을 형성하는 삼각형은 다른 수평판(9d)을 형성하는 삼각형보다 크다. 각각의 수평판(9c, 9d)의 가장 긴 쪽은 수직벽(1c)에 대해 비스듬하게 배치되어 있다. 곡면(8b, 8c)은 각각의 곡면(8b, 8c)의 길이에 따라 상이한 반경을 갖도록 상이한 크기로 형성되어 있다. 이 변화예는 송풍구의 측부[도10의 (b)에서 우측 및 좌측]에서의 공기 유속이 도10의 (b)에 도시한 바와 같이 송풍구의 중간 부분에서의 공기 유속보다 클 때에 에어 클리너의 송풍구에서의 공기 유속을 균등화하기에 효과적이다. 수평판(9c, 9d)을 수직벽(1c)에 대해 비스듬하게 배치하고 곡면(8c)을 연장시킴으로써 송풍구의 측부로 유입하는 공기 유동이 감소되고, 이는 도10의 (c)에 도시한 바와 같이 공기 유속을 균등화한다. 이 변화예에서는 도10의 (b)의 상측에서의 공기 유속이 도10의 (b)의 하측에서의 공기 유속보다 크므로, 곡면[8c: 도10의 (a)의 상측]이 (하측에 제공된 곡면에 비해) 길게 함으로써 공기 유속을 효과적으로 감소시킨다. 도10의 (b)의 하측에서의 공기 유속이 도10의 (b)의 상측에서의 공기 유속보다 크다면, 하측의 곡면(8b)이 연장될 것이다.
도11은 제2 공기 유동 안내 부재(w)의 제3 변화예를 도시한다. 이 변화예에서 곡면들은 한 쌍의 직선형 판(8e, 8f)에 의해 대략적으로 형성된다. 수평판(9e)은 사다리꼴이나 사각형상으로 형성되며, 그 긴 쪽이 수직벽(1c)에 평행하게 배치되어 있다. 제2 공기 유동 안내 부재(w)의 구조가 간단하므로, 이 실시예를 이용하면, 제조비용이 감소될 수 있다.
본 발명의 앞서 설명한 실시예에서는 압력실의 코너에서 원활한 공기 유동이 형성되므로, 공기 유속의 분포가 개선되고, 에너지 손실 없이 청정 공기를 제공할 수 있는 에어 클리너가 얻어진다.
도16 내지 도19를 참조하여 양호한 실시예의 구조를 좀더 자세히 설명한다. 도16은 이 실시예의 에어 클리너의 분해 사시도를 도시한다. 일부의 부품들이 그 세부를 보일 수 있도록 분해되거나 절단되었다. 도17과 18 및 19에는 정면도와 평면도 및 측면도가 각각 도시되어 있다. 팬(F)은 베인 휠(2)과 모터(3)를 포함한다. 베인 휠(2)은 덮개(2a)와 베이스 플레이트(2d)와 다수의 블레이드(2f) 및 보스(2e)를 포함한다. 덮개(2a)는 디스크형으로 형성되어 있으며, 흡입구(2b)가 그 중심에 형성되어 있다. 베이스 플레이트(2d)도 디스크형으로 형성되어 있으며, 덮개(2a)와 거의 동일한 직경을 갖는다. 블레이드(2f)는 덮개(2a)와 베이스 플레이트(2d)의 사이에 고정되어 있다. 덮개(2a)와 베이스 플레이트(2d)의 사이 및 인접한 블레이드(2f)들의 사이에는 송풍구(2c)들이 형성되어 있다. 베이스 플레이트(2d)의 회전 중심에는 보스(2e)가 고정되어 있다.
도5에서 인용부호 "a"는 송풍구(2c)의 높이를 나타내며, 인용 부호 "b"는 베인 휠과 상벽 사이의 간격을 나타내고, 인용 부호 "c"는 상벽에서 하부의 베인 휠까지의 간격을 나타내며, 인용 부호 "d"는 상벽에서 모터 베이스까지의 간격을 나타낸다. 양호한 실시예에서 그러한 크기는 다음과 같다. 즉, a는 88 mm이고, b는 0 내지 5 mm(양호하게는 0 mm)이며, c는 88 내지 103 mm이고, d는 105 mm이다. 모터(3)는 코일과 스테이터 및 로터를 내장하고 있는 하우징(3a)과, 로터의 일부인 출력축(3e)과, 코일에 전기를 공급하는 전선(3c)과, 전선(3c)을 전원에 연결하는 커넥터(3d)를 포함한다. 하우징(3a)은 모터(3)를 모터 베이스(4)에 설치하는 플랜지(3b)를 갖는다. 모터(3)와 베인 휠(2)은 출력축(3e)을 보스(2e)에 연결함으로써 팬(F)에 조립된다. 모터 베이스(4)는 모터(3)의 설치를 편리하게 하는 구멍(4a)을 갖는다. 구멍(4a)은 전선(3c)을 끌어내는 오목부(4b)를 갖는다. 모터(3)는 출력축(3e)의 반대쪽의 단부인 하우징(3a)의 단부가 구멍(4a) 속에 삽입되고 플랜지(3b)가 모터 베이스(4)의 상면에 맞닿게 설치된다. 플랜지(3b)는 볼트와 너트 또는 스크류 등과 같은 적절한 수단에 의해 모터 베이스에 고정된다. 모터 베이스(4)는 육각형으로 형성되며 대각선 위치에 한 쌍의 안내판(7)을 갖는다. 모터 베이스(4)는 하우징(1) 속에 고정된다. 즉, 하우징(1)의 적어도 두 개의 측벽에부착된다. 안내판(7)은 상벽(1a)을 보강하고 공기 유동을 개선하도록 하우징(1)의 상벽(1a)과 모터 베이스(4)의 사이에 배치된다.
상벽(1a)과 모터 베이스(4)의 사이에는 팬 영역이 형성된다. 각각의 안내판(7)은 팬 영역 내의 공기 유동을 원활하게 하기 위해 구부려지거나 휘어진 단부(R1, R2)를 갖는다. 상벽(1a)은 위쪽으로부터 팬(F)을 설치하기 위한 구멍을 갖는다. 이러한 구멍은 팬(F)의 직경보다 큰 직경을 가지며, 그러한 구멍을 덮도록 벨 마우스(6)가 설치되어 있다. 벨 마우스(6)는 공기 입구(6a) 및 그러한 공기 입구(6a)에 배치된 보호망(6b)을 갖는다. 보호망은 금속 망이나 확대 금속 망 또는 플라스틱 망이다.
하우징(1)은 내측에 압력실(P)을 가지며, 그 하부에 필터(5)를 설치할 구멍을 갖는다. 필터(5)는 필터 부재(5a) 및 필터 프레임(5b)을 갖는다. 필터(5)는 하우징의 하부에 필터 프레임(5b)을 고정함으로써 하우징의 구멍에 설치된다. 한 쌍의 제2 공기 유동 안내 부재들이 하우징(1)의 우측 단부 및 좌측 단부에 배치된다.(도16 내지 도19에는 도시 안됨) 하우징(1)의 외면에는 네 개의 손잡이(10)가 배치되어 있다. 각각의 손잡이(10)는 하우징(1)의 긴 쪽의 각각의 코너에 설치되어 있다. 이러한 에어 클리너(C)는 청정실의 천장에 설치된다. 일반적으로, 이러한 종류의 에어 클리너(C)는 도17 내지 도19에 도시한 바와 같이 격자형 프레임(20)에 설치된다. 이 경우에 필터 프레임(5b)의 하부 에지는 격자형 프레임(20)의 상면에 설치된다. 필터 프레임(5b)의 하부 에지와 격자형 프레임(20)의 상면의 사이에는 가스켓과 밀봉 재료가 배치된다.
앞서 상세히 설명했듯이, 본 발명에 따르면, 작업자가 하우징의 상벽을 밟더라도 벨 마우스와 팬 사이의 위치 관계는 단단한 안내판들에 의해 일정하게 유지된다. 안내판들은 또한 압력실 내에서의 선회류의 발생을 방지하고 공기 유동을 필터를 향해 안내한다. 또한, 코너에 배치된 곡면들은 공기 유동을 원활하게 안내함으로써 코너에서의 와류나 난류의 발생을 방지하고, 이럼으로써 정압 손실을 감소시킨다.
그러므로, 팬 효율을 향상시키고 에너지 소비를 감소시킬 수 있는 에어 클리너가 제공된다.

Claims (9)

  1. 에어 클리너에 이용되는 팬 유니트에 있어서,
    상벽과 측벽들을 갖는 하우징과,
    팬과,
    상기 팬을 지지하기 위해 상기 하우징의 적어도 두 개의 측벽의 사이에서 연장된 수평 플랫폼 형상의 지지판과,
    상기 지지판과 상기 상벽의 사이에서 연장되고, 상기 지지판과 상기 상벽 중의 적어도 하나에 대한 보강력을 제공하고, 팬 영역으로부터 나오는 공기 유동을 안내하는 적어도 하나 이상의 제1 공기 유동 안내 부재와,
    상기 하우징의 수평 원주부에 제공되고 상기 하우징의 수평 원주부에서 공기 유동을 안내하기 위한 수평판과 수직판을 갖는 적어도 하나 이상의 제2 공기 유동 안내 부재를 포함하고,
    상기 팬으로부터 유출된 공기 유동은 상기 지지판과 상기 상벽의 사이에 형성된 팬 영역으로 유입되며,
    상기 제1 공기 유동 안내 부재와 상기 제2 공기 유동 안내 부재는 상기 팬 유니트의 공기 유동 유출 영역의 전반에 걸쳐 분포된 공기 유동 유속을 균등하게 하도록 구성된 것을 특징으로 하는 팬 유니트.
  2. 에어 클리너에 이용되는 팬 유니트에 있어서,
    상벽과 측벽들을 갖는 하우징과,
    팬과,
    상기 팬을 지지하기 위해 상기 하우징의 적어도 두 개의 측벽의 사이에서 연장된 수평 플랫폼 형상의 지지판과,
    상기 지지판과 상기 상벽의 사이에서 연장되고, 상기 지지판과 상기 상벽 중의 적어도 하나에 대한 보강력을 제공하고, 팬 영역으로부터 나오는 공기 유동을 안내하는 적어도 하나 이상의 제1 공기 유동 안내 부재와,
    상기 하우징의 수평 원주부에 제공되고 상기 하우징의 수평 원주부에서 공기 유동을 안내하기 위한 수평판과 수직판을 갖는 적어도 하나 이상의 제2 공기 유동 안내 부재를 포함하고,
    상기 팬으로부터 유출된 공기 유동은 상기 지지판과 상기 상벽의 사이에 형성된 팬 영역으로 유입되며,
    상기 지지판과 상기 제1 공기 유동 안내 부재는 상기 팬과 상기 제1 공기 유동 안내 부재의 사이에 공간을 유지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 팬 유니트.
  3. 에어 클리너 유니트에 있어서,
    상벽과 측벽들을 갖는 하우징과,
    상기 하우징에 장착된 에어 필터와,
    팬과,
    상기 팬을 지지하기 위해 상기 하우징의 적어도 두 개의 측벽의 사이에서 연장된 수평 플랫폼 형상의 지지판과,
    상기 지지판과 상기 상벽의 사이에서 연장되고, 팬 영역으로부터 유출되는 공기 유동을 안내하는 적어도 하나 이상의 제1 공기 유동 안내 부재와,
    상기 하우징의 수평 원주부에 제공되고, 상기 수평판과 상기 상벽의 사이에 공기 유동 안내 영역을 형성하도록 상기 하우징의 하부와 상기 상벽의 사이에 배치된 수평판과 상기 하우징의 수평 원주부에서 공기 유동을 안내하기 위해 상기 하우징의 적어도 하나의 코너에 배치된 수직판을 구비한, 적어도 하나 이상의 제2 공기 유동 안내 부재를 포함하고,
    상기 팬으로부터 유출되는 공기 유동은 상기 지지판과 상기 상벽의 사이에 형성된 팬 영역으로 유입되며,
    상기 제1 공기 유동 안내 부재와 상기 지지판은 상기 하우징의 상벽에 대한 보강력을 제공하며,
    상기 제1 공기 유동 안내 부재와 상기 제2 공기 유동 안내 부재는 상기 에어 클리너 유니트의 상기 에어 필터의 공기 유출 영역의 전반에 걸쳐 분포된 공기 유속을 균등하게 하도록 구성된 것을 특징으로 하는 에어 클리너 유니트.
  4. 에어 클리너 유니트에 있어서,
    상벽과 측벽들을 갖는 하우징과,
    상기 하우징에 장착된 에어 필터와,
    팬과,
    상기 팬을 지지하기 위해 상기 하우징의 적어도 두 개의 측벽의 사이에서 연장된 수평 플랫폼 형상의 지지판과,
    상기 지지판과 상기 상벽의 사이에서 연장되고, 팬 영역으로부터 유출되는 공기 유동을 안내하는 적어도 하나 이상의 제1 공기 유동 안내 부재와,
    상기 하우징의 수평 원주부에 제공되고, 상기 수평판과 상기 상벽의 사이에 공기 유동 안내 영역을 형성하도록 상기 하우징의 하부와 상기 상벽의 사이에 배치된 수평판과 상기 하우징의 수평 원주부에서 공기 유동을 안내하기 위해 상기 하우징의 적어도 하나의 코너에 배치된 수직판을 구비한, 적어도 하나 이상의 제2 공기 유동 안내 부재를 포함하고,
    상기 팬으로부터 유출되는 공기 유동은 상기 지지판과 상기 상벽의 사이에 형성된 팬 영역으로 유입되며,
    상기 제1 공기 유동 안내 부재와 상기 지지판은 상기 하우징의 상벽에 대한 보강력을 제공하며,
    상기 지지판과 상기 제1 공기 유동 안내 부재는 상기 팬과 상기 제1 공기 유동 안내 부재의 사이에 공간을 유지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 에어 클리너 유니트.
  5. 제3항에 있어서, 상기 팬은 터보 팬이고 하우징의 거의 중앙에 배치된 것을 특징으로 하는 에어 클리너 유니트.
  6. 제3항에 있어서, 상기 팬은 터보 팬이고, 상기 지지판은 상기 팬의 외경보다 더 넓은 것을 특징으로 하는 에어 클리너 유니트.
  7. 제6항에 있어서, 한 쌍의 상기 제1 공기 유동 안내 부재들은 상기 터보 팬의 외부 원주부로부터 이격된 것을 특징으로 하는 에어 클리너 유니트.
  8. 제6항에 있어서, 두 쌍의 상기 제1 공기 유동 안내 부재들은 상기 터보 팬의 외부 원주부로부터 이격된 것을 특징으로 하는 에어 클리너 유니트.
  9. 에어 클리너에 이용되는 팬 유니트에 있어서,
    상벽과 측벽들을 갖는 하우징과,
    팬과,
    상기 하우징의 적어도 두 개의 측벽에 의해 지지되어 상기 팬의 바닥 쪽에서 상기 팬을 지지하고 상기 상벽과의 사이에 형성된 팬 영역으로 유입되는 공기 유동을 안내하기 위한 수단과,
    상기 수단과 상기 상벽 중의 적어도 하나에 대한 보강력을 제공하고 팬 영역으로부터 유출되는 공기 유동을 안내하기 위한 상기 지지 수단과 상기 상벽의 사이에 제공된 적어도 하나 이상의 제1 수단과,
    상기 하우징의 수평 원주부에서 공기 유동을 안내하기 위한 상기 하우징의 수평 원주부에 제공된 적어도 하나 이상의 제2 수단을 포함하고,
    상기 제1 수단과 상기 제2 수단은 상기 팬 유니트의 공기 유동 유출 영역의 전반에 걸쳐 분포된 공기 유속을 균등하게 하도록 구성된 것을 특징으로 하는 팬 유니트.
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