KR100649459B1 - 모터 냉각 및 흡음 장치 - Google Patents

Abstract

모터를 냉각시키고 소음을 흡수하는 장치로서, 모터(11) 주위에 챔버(13)를 형성하는 하우징(10)을 구비한다. 모터(11)의 샤프트(12)에는 폼 블록(35) 내의 오목부(36)로 형성되는 챔버(38) 내에 위치하는 팬(40)이 장착된다. 팬(40)은 공기를 하우징(10) 내의 흡입 구멍(33)을 통해서 챔버(13) 내로 흡인하며, 이 흡인된 공기는 모터(11)를 통과함으로써 상기 모터를 냉각시킨다. 공기는 폼 블록(35)의 오목부(36)의 환형 면(37)에 대해 일반적으로 반경 방향으로 팬(40)을 빠져나간다. 다음으로 공기는 환형 면(37)과 폼 블록(35) 위쪽에 위치하는 초크 판(19)의 각진 면(42)으로 획정되는 디퓨저 통로(41)에 수용된다. 디퓨저 통로(41)는 공기의 속도를 감소시켜 폼 블록(35)이 공기가 발생시키는 소음을 잘 흡수하도록 돕고, 동시에 팬(40)에서 빠져나오는 공기의 압력을 감소시켜 모터(11)를 통과한 냉각 공기의 흐름을 증가시킨다. 그러면 공기는 디퓨저 통로(41)를 통과해서 폼 블록(35) 위쪽에 위치하는 플레넘 챔버(43)로 이동하며, 하우징(10)의 저부에 형성되는 긴 슬롯(26)을 통해 배출된다.

Description

모터 냉각 및 흡음 장치{MOTOR COOLING AND SOUND ABSORBING SYSTEM}

도 1은 도 3의 선 1-1을 따라 취한 개략적인 부분 단면도로서, 본 발명에 따른 흡음 장치를 구비한 모터 하우징을 보여주는 도면.

도 2는 도 3의 선 2-2를 따라 취한 부분 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 흡음 장치를 구비한 모터 하우징의 저면도.

도 4는 흡음 장치의 디퓨저의 초크 판 부재를 구비하는 모터 하우징 부재의 부분 사시도.

도 5는 흡음 장치의 디퓨저 부재의 부분 사시도로서, 플레넘 챔버(plenum chamber) 및 흡음재를 보여주는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

10: 하우징

11: 모터

12: 샤프트

13: 챔버

17: 공기 수용 슈트

19: 초크 판

20: 원형 구멍

21: 기단 부재

35: 폼 블록

36: 오목부

41: 디퓨저 통로

43: 플레넘 챔버

본 발명은 움직이는 공기의 흐름을 이용하여 식품 혼합기 등의 기구의 모터를 냉각시키는 동시에, 그 공기의 흐름과 모터 때문에 발생하는 소음을 감소시키는 장치에 관한 것이다.

많은 경우에, 모터로 작동되는 기기는 과열을 방지하기 위해 모터를 냉각시키는 장치가 필요하다. 그러한 기기의 전형적인 예로서는 가정용 또는 상업용으로 사용되는 식품 혼합기 등의 기구를 들 수 있다. 이러한 기기에서는, 회전 모터 샤프트의 하부 근처에 팬이 마련되어 냉각 공기를 모터 하우징 내로 흡인해서 모터 주위를 거쳐 배출시키게 된다. 그러나, 모터의 작동 그 자체 뿐만 아니라 전술한 공기의 움직임 또한 종종 상당한 소음을 발생시켜, 사용자 뿐만 아니라, 상업 시설의 고객 등 주위 사람들을 불쾌하게 만들 수 있다. 공기의 움직임이 빠를수록 냉각 효과에는 더 바람직하겠지만, 소음은 더 많이 발생하게 된다.

따라서, 머플링(muffling) 또는 기타 방법으로 전술한 공냉식 모터에서 발생 하는 소음을 줄이려는 노력이 이어졌다. 그러한 노력의 일례가 미국 특허 제5,273,358호에 개시되어 있다. 이 특허에 개시된 장치가 기타 머플링 장치와 마찬가지로 모터와 움직이는 공기 때문에 발생하는 소음을 감소시키기는 하지만, 공기의 흐름이 불량해진다고 하는 문제를 안고 있다. 즉, 소음을 줄이려고 하면, 모터를 통과한 공기의 흐름이 감소되어 공기의 냉각 효과가 불량해진다.

그러므로, 모터를 통과한 공기의 흐름을 손상시키지 않으면서, 그리고 실제적으로는 공기의 흐름을 증가시키면서 머플링 또는 기타 방법으로 모터와 냉각 공기가 발생시키는 소음을 감소시키는 장치가 필요하다.

따라서, 본 발명의 목적은 공냉식 모터를 구비하는 기기에서 발생하는 소음을 감소시키는 장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 전술한 소음 감소 장치에 있어서 모터를 통과한 공기의 흐름을 증가시켜서 모터의 냉각 효과를 강화하는 데에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 전술한 소음 감소 장치에 있어서 공기가 팬에서 디퓨저로 배출되게 함으로써 공기의 출구 속도를 감소시켜 소음 발생을 줄이는 것이다.

나아가, 본 발명의 목적은 전술한 소음 감소 장치에 있어서 디퓨저를 획정하는 벽을 흡음재를 사용하여 형성함으로써 소음을 더욱 감소시키는 것이다.

본 발명의 전술한 목적 및 기타 목적들과 종래 기술에 의한 장치보다 유리한 점들은 후술되는 설명에서 명확해지게 되며, 이하 설명되고 청구되는 개선점들에 의해 실현된다.

일반적으로, 기기를 작동시키는 모터의 냉각 효과를 상승시키는 동시에, 모터와 모터를 냉각시키는 공기의 움직임 때문에 발생하는 소음을 흡수하는 장치는 모터 하우징을 구비한다. 모터 샤프트의 일 단부는 기기에 부착되고, 타 단부에는 팬이 장착된다. 공기 흡입 구역 및 배출 구역이 하우징에 형성되어, 팬이 흡입 구역을 통해서 공기를 하우징 내로 흡인해서 모터를 통과시킨다. 디퓨저가 팬이 내보내는 공기를 수용해서, 공기가 배출 구역으로 빠져나가기 전에 공기의 속도를 감소시킨다. 결과적으로, 모터를 통과한 공기의 흐름이 증가되고 동시에 모터와 공기로 인한 소음이 감소된다.

본 발명의 관념에 따라, 모터를 공기로 냉각시키며 동시에 모터와 움직이는 공기로 인한 소음을 감소시키는 장치의 바람직한 전형이 동봉된 도면의 예를 통해서 제시되는데, 본 발명이 실시될 수 있는 모든 형태 및 그 수정가능한 예를 제시하려는 것은 아니며, 본 발명은 명세서의 세부 사항들을 통해서가 아니라 첨부된 청구의 범위를 통해서 파악되어야 한다.

식품 혼합기 등과 같은 기구의 모터 하우징 부분을 전체적으로 도면 부호 10으로 지시하였다. 상기 모터 하우징 부분은 샤프트(12)를 구동시키는 통상적인 모터(11)를 구비한다. 챔버(13)가 모터(11)에 대해 형성되는데, 상부의 컵 모양 덮개(14)와 기단 판(15)으로 획정된다. 도 1,2 및 4에 도시된 대로, 불규칙한 형상의 모터 케이싱(16)이 판(15)에서 위로 챔버(13)까지 연장되어 있어서 모터(11)를 통상적인 방법으로 지지한다. 공기를 수용하는 슈트(17) 또한 판(15)에서 위로 연장되어 있는데, 후술하겠지만, 상기 슈트(17)는 냉각 공기를 수용해서 챔버(13)로 도입한다.

도 4에 가장 잘 도시되어 있듯이, 일반적으로 판(15) 근처 또는 주위에, 상기 판의 저부에서 아래로 연장되는 작은 리지(18)가 마련된다. 일반적으로 컵 모양인 초크 판(19)은 판(15)의 대략 중심에서 아래로 연장되고, 상기 초크 판(19)을 통과하는 원형 구멍(20)이 마련된다. 초크 판(19)의 표면은 도시한 바와 같이, 선형 또는 아치형으로 구성될 수 있다.

도 3 및 5에 가장 잘 도시되어 있듯이, 모터 하우징(10)은 기단 부재를 구비하는데, 이 기단 부재를 전체적으로 도면 부호 21로 지시하였다. 기단 부재(21)는 서로 마주하는 지지 면(23) 위에 복수의 모서리 다리(22)를 구비하는데, 상기 지지 면(23)은 저면(24)을 테이블 또는 기구를 올려놓는 기타 지지 면에서 높이 위치시킨다. 저면(24)에 구조상 지지를 목적으로 리브(25)가 마련되고, 또한 상기 저면(24)은 서로 마주하는 측면을 따라 길이 방향으로 연장되는 슬롯 구멍(26)을 구비한다. 이하에서 더욱 상세히 설명되겠지만, 구멍(26)은 냉각 공기를 모터 하우징(10)에서 방출시킨다.

마주하는 측벽들(27 및 28)은 지지 면(23)에서 위로 연장되고, 그 측벽들의 상부 테두리는 스냅 끼워맞춤(snap fit) 또는 기타 통상적인 수단으로 상부 덮개(14)의 아래쪽 주위 테두리와 물리게 된다. 내벽(29)이 측벽(27)과 평행하게 위치하는데, 지지 리브(30)가 그 사이를 이격시킨다. 내벽(29)은 그러므로 구멍(26)의 옆에 위치하게 된다. 마찬가지로, 내벽(31)이 측벽(28)과 평행하게 위치하고 지지 리브(32)가 그 사이를 이격시킨다. 판(15)을 사이에 두고 덮개(14)가 기단 부재(21) 위에 위치하도록 모터 하우징(10)이 조립되면, 판(15)의 리지(18)가 내벽들(29 및 31)이 획정하는 주위부에 끼워맞춰지고 따라서 부재들 사이가 밀봉된다. 측벽들(28) 중 하나 이상에 복수의 흡입 구멍(33)이 마련되어, 이하에서 더욱 상세히 설명되겠지만, 상기 흡입 구멍(33)은 모터 하우징(10)의 공기 흡입구 역할을 하게 된다.

림(34)(도 2)이 저면(24)에서 위로 연장되어, 개방 셀형 방음 폼 블록(open-cell acoustic foam block)과 같은 폼 블록(35)의 주위부를 수용하거나 기타 방법으로 위치시킨다. 상기 폼 블록(35)은 한 방향으로는 내벽들(31) 사이에서 연장되고, 다른 방향으로는 공기 방출 슬롯 구멍(26) 사이에서 연장된다. 원뿔대 형상으로 되는 것이 바람직한 오목부(36)가 일반적으로 폼 블록(35)의 중심에 형성된다. 그와 같이 오목부(36)는 원주 방향으로 연장되는 환형 면(37)을 팬 수용 챔버(38)에 대해 획정하는데, 상기 팬 수용 챔버(38)는 상기 저면(24)을 저면으로, 상기 환형 면(37)을 측면으로, 그리고 상기 초크 판(19)을 상부로 해서 획정된다.

모터 샤프트(12)의 상단부는 덮개(14)에 형성된 구멍(39)을 통과해서 구동시킬 기구 등의 기기에 부착된다. 모터 샤프트(12)의 하단부에는 챔버(38) 안으로 연장되어 공기를 축 방향으로 흡입해서 반경 방향으로 배출하는 통상적인 팬(40)이 장착되는데, 상기 팬(40)은 상기 챔버(38) 내에 위치되고 반경 방향 치수가 초크 판(19)의 구멍(20)의 직경보다 약간 작다.

모터(11)가 작동해서 팬(40)을 회전시키면, 외부 공기가 흡입 구멍(33)를 통해서 흡인된다. 도 1 및 2에서 화살표로 도시한 대로, 흡인된 공기는 슈트(17)를 통해 상승해서 챔버(13)로 들어간 뒤 모터(11) 주위를 통과해서 하강함으로써 모터(11)를 냉각시킨다. 그리고나서 공기는 일반적으로 반경 방향으로 움직여서 팬(40)으로 배출되어 폼 블록(35)에 이르게 되는데, 상기 폼 블록(35)은 팬(40)을 둘러싸고 있으며 모터(11)와 공기가 발생시키는 소음을 흡수한다. 그 후 공기는 디퓨저 통로(41)로 이동하는데, 상기 디퓨저 통로(41)는 폼 블록(35)의 환형 면(37)과 초크 판(19)의 원주 방향으로 연장되는 각진 면(42)으로 획정되어 있다. 공기가 디퓨저 통로(41)를 빠져나가면 폼 블록(35)의 수평 상면 위쪽에 위치하는 플레넘 챔버(43)에 수용되고, 그곳에서 확산된 후 저면(24)의 슬롯 구멍(26)을 통해서 대기로 배출된다.

당해 기술 분야에 익숙한 자라면 높이 평가할 것으로, 디퓨저 통로(41)가 있음으로 해서 공기의 유속이 감소되므로, 이는 폼 블록(35)의 흡음 효과와 함께, 장치가 발생시키는 소음을 감소시키는 결과를 가져온다. 또한, 공기가 슬롯 구멍(26)을 통해서 디퓨저 통로(41)에서 대기 중으로 배출되므로, 디퓨저에 들어갈 때의 압력, 즉 팬(40)에서 나올 때의 압력이 대기압보다 낮아지게 된다. 결과적으로, 팬(40)의 설계를 변경하지 않아도 모터(11)를 통과한 공기의 흐름이 증가된다. 결국 디퓨저는 팬(40)에 대해 흡입 효과를 제공하는 역할을 하게 되므로, 공기 흐름을 증가시키고 모터를 더 잘 냉각시키는 동시에 공기의 배출 속도를 감소시켜 소음을 최소화하는 효과를 가져온다.

마주보는 상기 면들(37 및 42) 사이의 공간이 공기가 플레넘 챔버(43)로 나가는 지점에서 감소하는 것처럼 보이나, 팬(40)에서 나오는 공기가 대부분 반경 방향으로 이동하기 때문에 디퓨저 통로(41)의 유효 통로 면적은 오히려 증가하며, 상기 플레넘 챔버(43)의 한쪽 면이 폼 블록(35)으로 획정되어 있기 때문에 흡음 효과는 더욱 우수해진다.

전술한 내용에 비추어 보건대, 본 발명에서 개시된 대로 모터를 냉각시키는 동시에 냉각 공기가 발생시키는 소음을 흡수하는 개량된 장치를 구비하는 모터 하우징에 의해, 당해 분야의 기술이 향상되며, 또한 본 발명의 목적이 실현되고 있음이 명백하다.

본 발명에 의하면, 모터를 통과한 공기의 흐름을 손상시키지 않으면서, 그리고 실제적으로는 공기의 흐름을 증가시키면서 머플링 또는 기타 방법으로 모터와 냉각 공기가 발생시키는 소음을 감소시키는 장치가 실현된다.

Claims (16)

1. 기기의 소음을 감소시키고 냉각 효과를 상승시키는 냉각 및 흡음 장치로서, 하우징과, 그 하우징 내에 장착되어, 축 방향으로 연장되어 있고 기기에 일단이 연결되는 샤프트를 회전시키는 모터와, 상기 샤프트의 타단에 장착되는 팬과, 상기 하우징 내에 형성되는 공기 흡입 구역과, 상기 하우징 내에 형성되는 공기 배출 구역, 그리고 디퓨저를 구비하며, 상기 팬은 공기를 상기 공기 흡입 구역을 통해서 상기 하우징 내로 흡인한 뒤 상기 모터를 통과시키며, 상기 디퓨저는 상기 팬에서 공기를 수용하여 공기가 상기 배출 구역을 통해서 빠져나가기 전에 공기의 속도를 감소시켜, 상기 모터를 통과한 공기의 흐름이 증가됨과 동시에 공기와 상기 모터의 소음은 감소되도록 구성되는 것인 냉각 및 흡음 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 장치는 상기 팬을 둘러싸는 흡음재를 또한 구비하며, 상기 팬은 공기가 상기 흡음재를 향하게 함으로써 소음을 더욱 감소시키는 것인 냉각 및 흡음 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 디퓨저는 상기 팬과 상기 배출 구역 사이에 형성되는 통로를 구비하고, 상기 통로의 일면은 상기 흡음재의 표면에 의해 획정되는 것인 냉각 및 흡음 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 흡음재 위쪽에 위치하는 초크 판을 더 구비하며, 상기 초크 판은 상기 통로의 타면을 형성하는 표면을 구비하는 것인 냉각 및 흡음 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 통로와 상기 배출 구역 사이에 형성되는 플레넘 챔버를 더 구비하고, 상기 통로가 상기 플레넘 챔버로 연장됨에 따라 상기 흡음재의 표면과 상기 초크 판의 표면이 서로 가까워지는 것인 냉각 및 흡음 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 흡음재의 상면이 상기 플레넘 챔버의 하면을 획정하는 것인 냉각 및 흡음 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 하우징은 저면과 그 저면에서 위로 연장되는 측벽들을 갖는 기단 부재를 구비하고, 상기 공기 흡입 구역은 하나 이상의 상기 측벽들에 형성되는 구멍을 구비하고, 상기 공기 배출 구역은 상기 저면에 형성되는 하나 이상의 긴 슬롯을 구비하는 것인 냉각 및 흡음 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 하우징은 상기 기단 부재 위쪽에 위치하는 모터 챔버를 구비하고, 또한 상기 공기 흡입 구역으로부터 공기를 수용하여 상기 챔버로 향하게 하는 슈트를 더 구비하는 것인 냉각 및 흡음 장치.
9. 제7항에 있어서, 하나 이상의 상기 긴 슬롯에 인접해서 상기 기단 부재에 장착되는 흡음재를 더 구비하는 것인 냉각 및 흡음 장치.
10. 제1항에 있어서, 오목부가 내부에 형성되어 있는 흡음재를 더 구비하고, 상기 팬이 상기 오목부 내에 수용되는 것인 냉각 및 흡음 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 하우징은 상기 흡음재 위쪽에 위치하는 초크 판을 구비하고, 상기 초크 판과 상기 흡음재 내의 상기 오목부가 상기 팬에 대한 챔버를 획정하는 것인 냉각 및 흡음 장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 흡음재 내의 상기 오목부는 상기 팬에 반경 방향으로 위치하는 원주 방향으로 각진 면을 제공하는 것인 냉각 및 흡음 장치.
13. 제12항에 있어서, 상기 초크 판은, 상기 팬 위쪽에 위치하면서 상기 흡음재 내의 상기 오목부의 상기 원주 방향으로 각진 면과 떨어져서 마주하고 있는 원주 방향으로 각진 면을 구비하는 것인 냉각 및 흡음 장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 배출 구역에 인접해서 형성되는 플레넘 챔버를 더 구비하는 것인 냉각 및 흡음 장치.
15. 제14항에 있어서, 상기 디퓨저는 상기 흡음재에 대한 상기 챔버와 상기 플레넘 챔버 사이의 통로로 획정되는 것인 냉각 및 흡음 장치.
16. 제15항에 있어서, 상기 통로는 상기 초크 판의 상기 원주 방향으로 각진 면과 상기 흡음재 내의 상기 오목부의 상기 원주 방향으로 각진 면 사이의 공간으로 획정되는 것인 냉각 및 흡음 장치.

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