KR100437036B1 - 청소기용 원심송풍기 - Google Patents

Abstract

청소기용 원심송풍기는 가이드 베인을 통과한 공기가 연장부에 의해 하우징 커버에 형성된 가이드 홀부로 안내되고, 공기가 상기 가이드 홀부를 통해 고정자와 회전자 사이의 에어갭으로 토출되므로 모터 작동시 외부 전류가 흐르는 코일이 권선되어 열이 많이 발생되는 고정자와 회전자가 충분히 방열됨으로써 모터의 냉각효율을 향상시킬 수 있다.

Description

청소기용 원심송풍기{Centrifugal fan of vacuum cleaner}

본 발명은 청소기용 원심송풍기에 관한 것으로서, 특히 가이드 베인을 통과한 공기를 모터의 고정자와 회전자 사이에 형성된 에어갭으로 집중 토출시켜 모터의 냉각효율을 향상시키는 청소기용 원심송풍기에 관한 것이다.

일반적으로 청소기는 도 1에 도시된 바와 같이 흡입구(102)와 배출구(104)가 형성된 케이싱(110)과, 상기 케이싱(110)의 흡입구(102)를 통해 공기와 함께 먼지 등의 쓰레기가 케이싱(110) 내부로 흡입되도록 흡입력을 발생시키는 원심 송풍기(120)와, 상기 케이싱(110)의 흡입구(102)와 원심 송풍기(120) 사이에 배치되어 먼지 등의 쓰레기를 수거하는 집진봉지(132)가 내장된 집진실(130)과, 상기 집진실(130)에서 원심 송풍기(120)를 통해 케이싱(110)의 배출구(104)로 토출되는 공기를 정화시키는 필터(134) 등으로 이루어진다.

여기서, 상기 원심송풍기는 도 2에 도시된 바와 같이 전면 및 후면에 각각 흡입구(121a) 및 토출구(121b)가 형성된 임펠러 케이싱(121)과, 상기 임펠러 케이싱(121)의 흡입구(121a)를 통해 공기를 흡입하는 원심형 임펠러(122)와, 상기 원심형 임펠러(122)를 통과한 공기의 압력을 상승시키는 디퓨저(124)와, 상기 디퓨저(124)를 통과한 공기가 상기 임펠러 케이싱(121)의 토출구(121b)를 통해 토출되도록 안내하는 가이드 베인(126)과, 상기 임펠러 케이싱(121)의 토출구(121b)와 연통되는 모터 하우징(144)의 내부에 장착되고 상기 원심형 임펠러(122)와 회전축(124)으로 연결된 모터(140) 등으로 이루어진다.

이와 같은 원심송풍기는 모터(140)가 작동되어 모터(140)의 회전축(142)을 통해 원심형 임펠러(122)가 회전되면, 공기가 임펠러 케이싱(121)의 흡입구(121a)를 통해 임펠러 케이싱(121) 내부로 흡입된 다음 수직하게 꺽어 디퓨저(124)로 압송되고, 상기 디퓨저(124)에서 압력이 상승된 다음, 가이드 베인(126)를 통해 임펠러 케이싱(121)의 토출구(121b)로 토출된다.

이 때, 디퓨저(124)에서 공기의 압력이 상승되므로 임펠러 케이싱(121)의 바깥과 내부 사이에 압력차가 생겨, 이 압력차에 의해 청소물을 케이싱(110) 내부로 흡입할 수 있는 강한 흡입력이 생긴다.

한편, 상기 임펠러 케이싱(121)을 통과한 공기는 모터(140)를 냉각시킨 다음, 모터 하우징(144)의 일측에 형성된 배출구(144a) 및 케이싱(110)의 토출구(104)를 통해 외부로 토출된다.

그러나, 종래 기술에 따른 청소기용 원심송풍기는 모터(140)의 고정자(146)와 회전자(148)에 코일이 권선되어 있어 모터(140) 작동시 열이 발생되어 온도가 상승되는데, 가이드 베인(126)을 통과한 공기가 모터 하우징(144) 내부 전체에 유동되므로 고정자(146) 및 회전자(148)를 충분히 냉각시키지 못해 모터(140)의 수명및 신뢰성이 좋지 않은 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 가이드 베인을 통과한 공기를 모터의 회전자와 고정자 사이에 형성된 에어갭으로 집중 토출시켜 모터의 냉각효율을 향상시키는 청소기용 원심송풍기를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 청소기의 단면도,

도 2는 종래 기술에 따른 청소기용 원심송풍기의 단면도,

도 3은 도 2의 'A-A'방향 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 청소기용 원심송풍기의 단면도,

도 5는 도 4의 'B-B'방향 단면도,

도 6은 도 4의 'C-C'방향 개략도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

2 : 고정자 3 : 계자코일

4 : 회전자 5 : 전기자코일

6 : 회전축 8 : 에어갭

9 : 모터 하우징 10 : 모터

11 : 허브 12 : 원심형 임펠러

13 : 블레이드 16 : 디퓨저

18 : 가이드 베인 22 : 하우징 커버

30 : 가이드수단 32 : 가이드 홀부

34 : 연장부

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 청소기용 원심송풍기는 고정자와 회전자 사이에 에어갭이 형성된 모터와, 상기 모터의 구동력을 전달받아 공기를 흡입하는 원심형 임펠러와, 상기 원심형 임펠러에서 송출된 공기의 압력을 상승시키는 디퓨저와, 상기 디퓨저를 통과한 공기를 상기 모터로 안내하는 가이드 베인과, 상기 가이드 베인을 통과한 공기가 상기 에어갭으로 집중 유동되도록 안내하는 가이드수단를 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 청소기용 원심송풍기는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 외부 전원이 인가되면 고정자(2)와 회전자(4) 사이에 전자기력이 형성되어 회전자(4)에 축설된 회전축(6)이 회전되는 모터(10)와, 상기 모터(10)의 회전축(6) 단부에 허브(11)가 연결부재(14)에 의해 연동되게 연결되고 상기 허브(11)의 외주면에 둘레방향으로 등간격을 두고 다수개의 블레이드(13)가 구비된 원심형 임펠러(12)와, 상기 원심형 임펠러(12)와 반경방향으로 일정간격을 두고 배치되어 원심형 임펠러(12)에서 송출된 공기의 압력을 상승시키는 디퓨저(16)와, 상기 디퓨저(16)의 저면에 일체로 형성되어 상기 디퓨저(16)를 통과한 공기를 상기 모터(10) 측으로 안내하는 가이드 베인(18)과, 상기 가이드 베인(18)을 통과한 공기가 상기 모터(10)의 고정자(2)와 회전자(4) 사이에 형성된 에어갭(8)으로 집중 유동되도록 안내하는 가이드수단(30)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 모터(10)의 외측을 형성하는 모터 하우징(9)은 전면에 상기 모터(10)의 회전축(6)이 모터 하우징(9) 외부로 돌출되어 상기 원심형 임펠러(12)와 연결되고 상기 가이드 베인(18)을 통과한 공기가 모터 하우징(9) 내부로 유입되도록 흡입구(9a)가 형성되며, 후면 측에 공기가 외부로 배출되도록 배출구(9b)가 형성된다.

그리고, 상기 모터 하우징(9)의 전면에 상기 원심형 임펠러(12) 및 디퓨저(16), 가이드 베인(18)을 보호하는 임펠러 케이싱(19)이 배치되는 바, 임펠러 케이싱(19)의 전면에는 원심형 임펠러(12)의 회전에 의해 공기가 내부로 흡입되는 흡입구(19a)가 형성되고, 상기 임펠러 케이싱(19)의 후면에는 상기 모터 하우징(9)의 흡입구(9a)에 대응되는 토출구(19b)가 형성된다.

또한, 상기 임펠러 케이싱(19)과 모터 하우징(9) 사이에는 하우징 커버(22)가 배치되어 상기 모터(10)의 회전축(6)을 회전 가능하게 받쳐주는 베어링(24)를지지한다.

다음, 상기 모터(10)의 고정자(2)와 회전자(4)는 사이의 간격이 작고 각각 코일이 총총하게 권선되어 있어 모터(10) 작동시 열이 발생되는데 상기 고정자(2)는 100℃, 회전자(4)는 140℃ 이하가 되도록 온도 규제를 받는 바, 상기 고정자(2) 및 회전자(4) 사이의 에어갭(8)으로 공기를 집중적으로 유동시켜 고정자(2)와 회전자(4)의 과열을 방지하고자 상기 가이드수단(30)이 배치된다.

이와 같은 가이드수단(30)은 도 5에 도시된 바와 같이 상기 하우징 커버(22)에 상기 에어갭(8)과 연통되도록 형성된 가이드 홀부(32)와, 다수개의 가이드 베인(18) 중 하나(18')가 상기 가이드 홀부(32)을 향해 연장되어 형성됨으로써 공기가 충분히 가이드 홀부(32)로 유동될 수 있도록 안내하는 안내부(34)로 구성된다.

즉, 상기 가이드 베인(18)은 임펠러 케이싱(19)의 토출구(19b)를 중심으로 원주방향으로 등간격을 두고 다수개가 배치되어, 디퓨저(16)에서 토출된 공기가 유입되는 부위가 입구부(18a)이고, 상기 임펠러 케이싱(19)의 토출구(19b)와 연통된 부위가 출구부(18b)이며, 시계방향으로 만곡된 형상을 취하고 있다.

따라서, 상기 안내부(34)는 상기 가이드 베인(18) 중 어느 하나(18')의 출구부(18b)에서 상기 가이드 홀부(32)까지 형성되며, 상기 가이드 베인(18)과 마찬가지로 시계방향으로 만곡되게 형성된다.

이와 같은 안내부(34)는 상기 가이드 베인(18)과 일체로 형성된다.

한편, 상기 모터(10)의 고정자(2)에는 계자코일(3)이 권선되고 회전자(4)에는 전기자 코일(5)이 권선되는데 구조적으로 외측에 위치된 고정자(2)의 계자코일(3)에서 발생된 열은 쉽게 외부로 방열되지만 회전자(4)의 전기자 코일(5)에서 발생된 열은 방열이 어려워 회전자(4)의 온도 상승이 더 문제가 되는 바, 상기 가이드 수단(30)의 가이드 홀부(32)는 공기가 회전자(4) 측으로 더 많이 유동될 수 있도록 위치되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 고정자(2)는 도 6에 도시된 바와 같이 링형상으로 형성되어 모터 하우징(미도시) 내측에 좁은 간격을 두고 고정되고, 내주면에서 상기 회전자(4)를 향해 돌출부(2a,2b)가 돌출되어 상기 계자 코일(3)의 권선된다. 상기 고정자(2)의 돌출부(2a,2b)는 상기 고정자(2)의 둘레를 따라 서로 이격되어 복수개로 구성된다.그리고, 상기 가이드수단(30)의 가이드 홀부(32)는 상기 고정자(2)의 돌출부(2a,2b) 사이의 공간(7)과 상하로 일직선으로 위치되어 공기가 상기 고정자(2)의 돌출부(2a,2b) 사이로 유동되게 함으로써 상기 회전자(4)의 과열을 방지한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 모터(10)에 전원이 인가되면 고정자(2)의 계자 코일(3)과 회전자(4)의 전기자 코일(5) 사이에 흐르는 전류로 인해 고정자(2)와 회전자(4) 사이에 전자기력이 형성되어 회전자(4)가 회전되고, 상기 회전자(4)와 함께 회전축(6)이 회전되어 원심형 임펠러(12)가 회전되면 임펠러 케이싱(19)의 흡입구(19a)를 통해 공기가 임펠러 케이싱(19) 내부로 흡입된다.

이 때, 상기 공기는 회전축(6)의 축방향으로 흡입되면 원심형 임펠러(12)의 블레이드(13)에 의해 상기 블레이드(13)의 바깥방향으로 강하게 송출되어디퓨저(16)로 유입되고, 상기 디퓨저(16)에서 압력이 상승된 다음 가이드 베인(18)를 통해 임펠러 케이싱(19)의 토출구(19b) 및 가이드수단(30)의 가이드 홀부(32)를 통해 모터 하우징(9) 내부로 토출되어 모터(10)를 냉각시킨다.

여기서, 원심형 임펠러(12)의 허브(11) 측과 블레이드(13)의 바깥단과의 공기 압력차로 인해 청소물을 흡입할 수 있는 흡입력이 발생된다.

또한, 상기 디퓨저(16)를 통과한 공기가 가이드수단(30)을 통해 모터(10)의 고정자(2)와 회전자(4) 사이의 에어갭(8)으로 집중 토출되므로 모터 작동시 특히 열이 많이 발생되는 고정자(2)와 회전자(4)을 충분히 냉각시킬 수 있어 모터(10)의 과열을 방지할 수 있다.

한편, 모터 하우징(9) 내부로 유동된 공기는 모터(10) 전체를 냉각시킨 다음 모터 하우징(9)의 배출구(9b)를 통해서 외부로 배출된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 청소기용 원심송풍기는 가이드 베인을 통과한 공기가 연장부에 의해 하우징 커버에 형성된 가이드 홀부로 안내되고, 공기가 상기 가이드 홀부를 통해 고정자와 회전자 사이의 에어갭으로 토출되므로 모터 작동시 외부 전류가 흐르는 코일이 권선되어 열이 많이 발생되는 고정자와 회전자가 충분히 방열됨으로써 모터의 냉각효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 고정자와 회전자 사이에 에어갭이 형성된 모터와; 상기 모터의 구동력을 전달받아 공기를 흡입하는 원심형 임펠러와; 상기 원심형 임펠러에서 송출된 공기의 압력을 상승시키는 디퓨저와; 상기 디퓨저를 통과한 공기를 상기 모터로 안내하는 가이드 베인과; 상기 가이드 베인을 통과한 공기가 상기 에어갭으로 집중 유동되도록 안내하는 가이드수단을 포함하여 구성된 청소기용 원심송풍기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 가이드수단은 상기 가이드 베인과 모터 사이에 배치된 하우징 커버에 상기 에어갭과 연통되도록 형성된 가이드 홀부와; 상기 가이드 베인에서 토출된 공기를 상기 가이드 홀부로 공기를 안내하는 안내부로 구성된 것을 특징으로 하는 청소기용 원심송풍기.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 고정자에는 상기 고정자의 둘레를 따라 서로 이격되고 각각 상기 회전자를 향해 돌출되어 코일이 권선되는 돌출부가 구비되고,

   상기 가이드 홀부는 공기가 상기 고정자의 돌출부 사이로 유동될 수 있도록 위치된 것을 특징으로 하는 청소기용 원심송풍기.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 안내부는 상기 가이드 베인의 안내를 받는 공기가 상기 가이드 홀부까지 안내되도록 가이드 베인이 연장되어 이루어진 것을 특징으로 하는 청소기용 원심송풍기.