KR100658868B1

KR100658868B1 - 기류 발생 구조물 및 그 장치

Info

Publication number: KR100658868B1
Application number: KR1020050061909A
Authority: KR
Inventors: 츠앙-청 황; 츠언-충 쑨
Original assignee: 르쑨 익스팬스 코포레이션
Priority date: 2005-07-08
Filing date: 2005-07-08
Publication date: 2006-12-15

Abstract

기류 발생 구조물 및 그 장치는 허브와, 상기 허브의 일 단부로부터 바깥쪽으로 연장된 홀딩 섹션, 및 서로 이격되어 축 방향으로 상기 홀딩 섹션의 주변 상에 위치한 복수의 스포일러들을 포함한다. 상기 스포일러들 각각은 두 개의 곡선 표면들을 가지며, 상기 스포일러들의 모든 팁들이 둘러싸는 영역이 상기 홀딩 섹션의 영역보다 크도록 바깥쪽으로 기울어진 외측 가장자리를 갖는다. 공기가 상기 홀딩 섹션으로부터 떨어진 상기 허브의 일 단부를 통하여 흡입되고 다른 단부를 향하여 흘러가서, 상기 홀딩 섹션의 주변을 통하여 방출된다.

Description

기류 발생 구조물 및 그 장치{AIRFLOW GENERATING STRUCTURE AND THE APPARATUS THEREOF}

도 1a 내지 1c는 종래의 팬들의 세 가지 유형들의 개략적 선도(diagram)이며, 그들의 대응하는 기류 흡입 및 방출 방향들을 나타내고 있다.

도 2는 종래의 축류 팬을 도시한 사시도.

도 3은 종래의 방사류 팬을 도시한 사시도.

도 4는 종래의 사류 팬을 도시한 사시도.

도 5는 본 발명의 제1 실시예를 도시한 사시도.

도 6은 도 5의 단면도.

도 7은 본 발명의 제1 실시예의 흐름장의 개략도.

도 8, 9 및 10은 사용 상태에서의 제1 실시예의 개략도.

도 11은 본 발명의 제2 실시예의 사시도.

도 12는 본 발명의 제3 실시예의 사시도.

도 13은 본 발명의 제4 실시예의 사시도.

도 14는 본 발명의 제5 실시예의 사시도.

도 15는 도 14의 단면도.

도 16은 본 발명의 제5 실시예의 흐름장의 개략도.

본 발명은 팬(fan)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 작동 소음이 적고 유속(flow rate)이 높은 기류 발생 구조물 및 그 장치에 관한 것이다.

팬은 주로 기류를 방출하고 강제 대류(forced convection)를 발생시키기 위한 것이다. 일반적으로 팬은 임펠러(impeller)의 스핀들 축(spindle axis)과 평행한 방향으로 공기를 끌어당기고 블레이드(blade)들을 통하여 공기를 내보낸다. 기류 방향은 임펠러의 기하학적 구조에 따라 달라진다. 도 1a 내지 1c는 임펠러의 기하학적 구조를 나타낸다. 흡입 및 방출 기류의 상대적 방향들에 따라서, 팬은 세 가지 유형들: 축류 팬(axial-flow fan)(1), 방사류 팬(radial-flow fan)(2) 및 사류 팬(diagonal-fan)(3) 중 하나로 분류될 수 있다.

도 1a 및 2를 참조하면, 상기 축류 팬(1)의 흡입 및 방출 기류의 방향들은 동일하다. 상기 축류 팬(1)은 구조가 간단하고 제조 비용이 낮은 이점을 갖는다. 따라서 그것은 공기조화 시스템 또는 라디에이터에 널리 사용된다. 상기 축류 팬(1)은 일반적으로 허브(hub)(1a) 및 상기 허브(1a)의 주변으로부터 바깥으로 연장된 복수의 블레이드들(1b)을 갖는다. 상기 허브(1a)가 구동되고 회전할 때, 상기 블레이드들(1b)은 상기 허브(1a)의 스핀들 방향을 따라서 흐르도록 공기를 내보낸다. 상기 축류 팬(1)의 유속(flow rate)은 상기 블레이드들(1b)의 접선 속도(tangential velocity)에 따라 달라진다. 상기 허브의 중심 부근의 상기 블레이드 들(1b)의 영역들에서 접선 속도는 상기 허브의 중심으로부터 떨어진 영역들보다 낮다(V=ω x r, 여기서 V는 접선 속도이고, ω는 허브(1a)의 회전 속도이며, r은 스핀들의 중심부로부터의 거리이다). 따라서 상기 블레이드들(1b)의 영역이 상기 허브(1a)에 가까울수록 발생하는 동압(dynamic pressure)이 낮아지고, 기류 흡입 및 방출의 효과의 현저성이 줄어들게 된다. 더욱 복잡한 구조 및 더욱 높은 흐름 저항(flow resistance)을 갖는 라디에이터(radiator)의 경우, 축류 팬에 의해 발생한 동압이 충분히 높지 않아서 라디에이터를 통과하도록 기류를 효과적으로 내보낼 수 없다.

더욱이, 상기 축류 팬(1)이 회전하는 동안에, 상기 블레이드들(1b)의 말단부(distal end)들이 공기와 부딪쳐 소음을 일으킨다. 회전 속도가 증가함에 따라 소음이 더욱 커진다. 또한, 소음의 주파수도 따라서 증가한다. 고주파 소음은 사람들의 청각을 매우 불편하게 한다. 게다가, 상기 블레이드들(1b)이 공기를 헤치고 지나가는 동안에, 상기 블레이드들(1b)의 말단부들 근처의 흐름장(flow field)에서 소용돌이(vortex)가 발생하며, 이는 차례로 상기 블레이드들(1b)의 말단부들을 방해한다. 상기 블레이드들(1b)이 상기 허브(1a)로부터 방사상으로 바깥쪽으로 연장됨에 따라, 그러한 기계적 구조물이 캔틸레버 빔(cantilever beam)들 처럼 작동한다. 소용돌이가 발생할 때, 상기 블레이드들(1b)이 흔들리고 진동하게 된다. 장시간 동안 작동되는 경우, 진동이 시스템을 공명시켜 상기 블레이드들(1b) 및 상기 허브(1a)의 연결(juncture)이 손상될 수 있다. 비틀림(torsion)과 휨(bending)을 지속적으로 반복하여 당하게 된 후, 상기 블레이드들(1b)의 강성이 충분히 크지 않 으면, 상기 블레이드들(1b)은 파열되고 파단될 수 있다. 또한, 상기 블레이드들(1b)의 회전 중에 발생한 진동 외에, 축 방향에서의 조립체 클리어런스(assembly clearance)로 인해 앞뒤 이동이 상기 허브(1a)에서 발생할 수도 있다. 이는 진동 및 소음의 다른 원인을 발생시킨다. 따라서 소음이 커질 뿐만 아니라 시스템 공명 위험성도 증가한다.

상기 축류 팬(1)의 유속을 증가시키기 위해서, 상기 팬의 회전 속도를 증가시키는 것이 일반적이다. 하지만, 회전 속도가 커질수록 상기 블레이드들의 말단부들이 보다 심하게 공기가 충돌하게 되고, 소음이 커지게 된다. 소음의 증가 없이 유속을 증가시키기 위해서, 상기 블레이드들(1b)의 말단부들이 공기를 보다 원활하게 헤치고 나아가게 하도록 상기 블레이드들(1b)의 프로파일(profile)을 변경하고자 하는 다른 시도가 있다. 이는 상기 블레이드들(1b)의 프로파일을 더욱 복잡하게 만들고, 정확한 사출 몰딩 공정이 상기 블레이드들(1b)의 제조에 채택되어야만 하므로, 몰드 툴링(mold tooling) 및 사출 몰딩 공정이 더욱 어려워지고, 제조 비용 및 시간이 더 들게 된다.

도 1b 및 3을 참조하면, 상기 방사류 팬(2)은 축 방향으로 공기를 끌어당기고 방사상 방향으로 공기를 방출한다. 흡입 방향은 방출 방향과 수직이다. 상기 방사류 팬(2)은 플레이트(plate)(2a), 상기 후방 플레이트(2a)의 일 측면 상에 축 방향으로 장착된 복수의 블레이드들(2b) 및 상기 후방 플레이트(2a) 및 상기 블레이드들(2b)의 전방 측면 상에 위치한 커버링 플레이트(covering plate)(2c)를 갖는다. 상기 커버링 플레이트(2c)는 중심에 공기 입구(air inlet)를 갖는다. 공기 출 구(air outlet)들(2e)은 상기 방사류 팬(2)의 주변 둘레에 형성되고, 상기 방사류 팬(2)의 이러한 부분 내 영역이 회전 중에 최대 접선 속도를 경험할 수 있다. 따라서, 상기 방사류 팬(2)을 떠나는 모든 공기가 최대 접선 속도로 방출된다. 상기 방사류 팬에 의해 발생한 기류의 동압은 상기 축류 팬(1)에 의해 발생한 기류의 동압보다 크다. 하지만, 상기 방사류 팬(2)에서, 공기 흡입은 축 방향에서 일어난다. 공기 방출이 방사상 방향에서 발생하는 동안에, 기류가 상기 방사류 팬(2)에서 90도까지 그 방향을 변경하도록 힘을 받는다. 유선(streamline) 및 흐름 경로(flow path)에서 그러한 급격한 변화는 상기 방사류 팬(2) 안에서 소용돌이 및 정체 흐름(stagnant flow)을 발생시킬 수 있으며, 실제 유속이 감소하고 흐름 저항이 증가하게 된다.

도 1c 및 4를 참조하면, 상기 사류 팬(3)은 허브(3a) 및 상기 허브(3a)를 둘러싸는 복수의 블레이드들(3b)을 포함한다. 상기 허브(3a)는 팬이 축 방향으로 공기를 끌어당길 수 있도록 원뿔 형으로 이루어진다. 기류가 상기 허브(3a)의 주위에 도달하는 경우, 공기는 상기 블레이드들(3b)에 의해 밀쳐지고 상기 허브(3a)에 의해 보내어져 바깥쪽을 향하는 각도로 방출되며, 흡입 기류와 방출 기류의 방향들 사이에 각이 존재하게 된다. 상기 사류 팬(3)은 전술한 축류 팬(1)을 변형한 것이다. 그것의 기류 방출 표면은 공기 흡입 표면의 반경보다 큰 반경을 갖는다. 따라서, 방출 기류가 흡입 기류의 접선 속도보다 큰 접선 속도를 가지며, 이로 인해 발생한 동압 및 유속이 증가한다. 하지만, 상기 사류 팬(3)의 모든 기류가 최대 접선 속도로 상기 블레이드들의 가장자리 상에서 방출되는 것은 아니다. 상기 방사류 팬 (2)과 비교하여, 그것의 발생 동압은 여전히 낮아서, 유속이 더 작다.

전술한 바와 같이, 종래의 축류 팬은 유속이 낮다는 문제점을 가지며, 이로 인해 보다 높은 회전 속도에서 보다 많은 소음과 보다 큰 진동을 일으키고 블레이드들의 진동으로 인해 수명이 짧아진다. 상기 방사류 팬의 경우, 그것의 구조는 기류로 하여금 흐름 경로를 갑작스럽게 변화시키게 하여, 기류에 대한 저항이 커져서 유속을 감소시킨다. 상기 사류 팬이 상기 방사류 팬과 상기 축류 팬의 구조들을 조합하여 상기 축류 팬보다 높은 방출 접선 속도와 큰 발생 동압을 가지지만, 발생 동압 및 유속은 여전히 개선의 여지가 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 소음이 적은 작동 조건에서 고 유속을 가지며, 또한 방출 기류의 보다 높은 동압을 발생시킬 수 있으며, 보다 큰 흐름 저항을 갖는 라디에이터에 보다 바람직하게 사용할 수 있는 기류 발생 구조물 및 그 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 기류 발생 구조물은:

상단부(top end) 및 하단부(bottom end)를 구비한 허브와, 일 측면 상에서 홀딩 표면(holding surface)을 구비하되, 상기 하단부의 주변으로부터 방사상으로 연장된 홀딩 섹션(holding section), 및 상기 허브에 인접한 내측 가장자리(inner edge)와 상기 허브로부터 떨어진 외측 가장자리(outer edge)를 구비하되, 상기 홀딩 표면의 주위에 위치한 복수의 스포일러(spoiler)들을 포함한다. 상기 외측 가장 자리는 상기 스포일러들의 루트(root)로부터 바깥쪽으로 기울어져 있어서, 상기 스포일러들의 팁(tip)들에 의해 둘러싸여진 영역들이 상기 홀딩 섹션의 영역들보다 커진다.

전술한 구조물에 의해, 상기 스포일러들은 상기 홀딩 섹션 상에 축 방향으로 형성되고 설치된 스포일러들의 수가 (방사상으로 설치된 스포일러들을 구비한 축류 팬의 수보다) 커지게 되어 더욱 많은 기류를 방출할 수 있으며, 회전 속도는 유속의 양이 동일한 경우 상기 축류 팬과 비교하여 감소될 수 있다. 보다 낮은 회전 속도는 상기 스포일러들의 팁들에서 공기의 충돌을 감소시켜, 소음을 줄일 수 있다. 상기 홀딩 표면이 기류에 의해 가압되어 기류 발생 구조물의 위치가 제한되며, 그 결과 조립체 클리어런스에 의해 야기되는 전후 이동 및 진동이 최소화될 수 있다.

더욱이, 상기 스포일러들 및 상기 축 방향 간의 경사각은 기류로 하여금 덜 갑작스럽게 흐름 경로를 변화시킬 수 있게 한다. 이로 인해, 상기 허브 주위의 소용돌이 및 정체 흐름이 줄어들고, 흐름 저항이 감소한다. 그 결과, 유속이 증가한다. 기류가 상기 기류 발생 구조물의 최외각 영역(outmost area) 상에서 방출될 때, 최대 접선 속도가 얻어져 보다 높은 동압이 발생할 수 있다.

본 발명의 전술한 목적 및, 추가적인 목적들, 특징들 및 이점들이 첨부한 도면들을 참조하여, 이하의 상세한 설명으로부터 보다 쉽게 명백해질 것이다.

본 발명의 제1 실시예를 나타낸 도 5 및 6을 참조하면, 기류 발생 구조물(airflow generating structure)(10)은 허브(hub)(11), 홀딩 섹션(holding section)(12), 복수의 스포일러(spoiler)들(13) 및 안정화 링(stabilization ring)(14)을 포함한다.

상기 허브(11)는 상단부(top end)(111) 및 하단부(bottom end)(112)를 구비한다. 상기 상단부(111)는 실질적으로 볼록한 형상(convex shape)으로 형성된다. 상기 하단부(112)는 바깥쪽으로 돌출한 스핀들(spindle)(15)을 지지하는 오목 부분(concave portion)(113)을 갖는다.

상기 홀딩 섹션(12)은 실질적으로 상기 하단부(112)의 주변에 일체로 형성된 환상 플레이트(annular plate)이고, 상기 허브(11)로부터 바깥쪽으로 연장되며, 위쪽을 향하여 있는, 일 측면 상의 홀딩 표면(holding surface)(121)을 갖는다.

상기 스포일러들(13) 각각은 볼록 표면 및 오목 표면을 가져 곡선 프로파일(curved profile)을 형성한다. 각각의 스포일러(13)는 루트(root)(131) 및 팁(tip)(132)을 가지며, 상기 허브(11)의 높이와 비슷한 높이를 갖는다. 상기 루트(131)는 상기 홀딩 섹션(12)에 고정된다. 상기 스포일러들(13)은 동일 간격을 두고 상기 홀딩 섹션(12)의 주변 둘레에 위치된다. 상기 팁(132)은 상기 홀딩 섹션(12)으로부터 떨어져 있다. 따라서 상기 스포일러들(13)은 상기 홀딩 표면(121)으로부터 위쪽으로 연장된다. 각각의 스포일러(13)는 상기 허브(11)에 인접하며 상기 허브(11)와의 사이에 일정한 이격공간을 가지며 위치하는 내측 가장자리(inner edge)(133) 및 상기 허브(11)로부터 떨어진 외측 가장자리(outer edge)(134)를 더 구비한다. 상기 외측 가장자리(134)는 바깥쪽으로 기울어져 상기 허브(11)의 중심 축과 함께 경사각을 형성한다. 따라서, 상기 스포일러들(13)의 팁들(231)에 의해 둘러싸여진 영역이 상기 홀딩 섹션(12)의 영역보다 크다. 공기가 상기 스포일러들(13)을 축 방향으로 통과할 때, 공기는 상기 홀딩 섹션(12)의 외측 주변을 지나며, 상기 허브(11)의 중심축과 평행한, 성분 속도(component velocity)를 가지고 기류 발생 구조물(10)을 떠난다.

상기 안정화 링(14)은 상기 팁들(132)의 외면(outside) 상에 형성되어 모든 스포일러들(13)을 함께 결합시켜 단단한 브레싱(bracing)을 제공하며, 그 결과 상기 스포일러들(13)의 인접 팁들(132)이 기류의 난류가 생기는 경우에도 흔들림 없이 일정 간격을 두고 유지될 수 있다.

도 7은 상기 허브(11), 홀딩 섹션(12) 및 스포일러들(13)의 조합 및 작동 관계를 나타낸다.

상기 기류 발생 구조물(10)이 회전할 때, 흐름장(flow field)이 생성되어 상기 허브(11) 안으로 공기를 빨아들인다. 기류가 상기 상단부(111)에 도달하기 전에 분산되고, 상기 허브(11)의 주위로 흘러간 후, 상기 스포일러들(13) 사이 공간을 통과하여 상기 홀딩 섹션(12)의 주위를 통하여 아래쪽으로 송풍되어, 축 방향 방출 기류(axial discharge airflow)로 바뀐다.

도 8, 9 및 10은 본 발명의 기류 발생 구조물(10)을 이용하고 있는, 기류 발생 장치(airflow generating apparatus)(100)을 나타낸다. 상기 기류 발생 장치(100)는 모터(30)에 의해 구동되는, 프레임(frame)(20) 내 기류 발생 구조물(10)을 포함하여, 축 방향으로 기류를 발생시킨다.

상기 프레임(20)은 상기 기류 발생 구조물(10)을 유지하기 위해서 원형으로 환상 영역(annular area)(22)을 형성하는 4개의 측벽(sidewall)들(21)을 포함한다. 상기 환상 영역(22)은 입구(inlet)(23), 출구(outlet)(24), 시트(seat)(25) 및 상 기 출구(24)에 위치한 복수의 브레싱 로드(bracing rod)들(26)을 갖는다.

상기 모터(30)는 로터(rotor)(31), 스테이터(stator)(32) 및 회로기판(circuit board)(33)을 포함한다. 상기 회로기판(33)은 상기 시트(25) 위에 평평하게 장착된다. 상기 스테이터(32)는 상기 회로기판(33) 상에 위치된다. 상기 로터(31)는 환상 형상을 이루며, 상기 허브(11)의 오목 부분(113) 안에 장착된다.

상기 기류 발생 구조물(10)은 상기 프레임(20)의 환상 영역(22) 안에 위치하며, 상기 허브(11)는 상기 허브(11)로부터 돌출한 스핀들(15)을 통하여 상기 스테이터(32)에 피벗 결합된다. 상기 로터(31)는 상기 스테이터(32)의 주변을 에워싼다. 전류가 상기 회로기판(33)을 통과하여 상기 스테이터(32) 상에서 구부러져 자기장을 발생시키고, 상기 로터(31)를 구동시켜, 차례로 상기 기류 발생 구조물(10)을 회전시킨다.

공기가 상기 스포일러들(13)의 회전에 의해 상기 허브(11)의 상단부(111)로부터 흡입되어, 상기 스포일러들(13)을 통과하여 가속되며, 그런 다음 상기 홀딩 섹션(12)의 주변을 통하여 축 방향으로 흘러가서 도 7에 나타낸 흐름장과 같이 상기 출구(24)를 통하여 방출된다.

전술한 구성 및 작용에 의해, 본 발명은 많은 기능들을 달성할 수 있다. 상기 스포일러들(13)이 축 방향으로 연장되므로, 그들이 보다 많은 수로 보다 조밀하게 배치되어 더욱 많은 공기를 끌어당길 수 있다. 따라서 본 발명은 방사상으로 설치된 스포일러들을 구비한 종래의 축 방향 팬과는 대비되게 동일 회전 속도에 대해 보다 높은 유속을 발생시킬 수 있다. 더욱이, 보다 낮은 접선 속도는 상기 스포일 러들(13) 상에서 공기의 충돌을 감소시킬 수 있으며, 이로써 고주파 소음의 발생을 억제할 수 있다.

한편, 상기 안정화 링(14)은 상기 스포일러들(13)을 안정화시킨다. 상기 스포일러들(13)의 모든 팁들(132)을 함께 결합시켜 안정된 단일 구조물을 형성함으로써, 상기 스포일러들(13)의 흔들림 및 진동이 실질적으로 감소될 수 있으며 손상 가능성이 최소화될 수 있다. 상기 안정화 링(14)에 의한 상기 스포일러들(13)의 모든 팁들(132)의 결합은 또한 상기 스포일러들(13)이 더욱 원활하게 공기 안에서 움직이게 하므로, 상기 기류 발생 구조물(10)의 성능이 향상될 수 있다.

흡입 과정 동안에, 상기 홀딩 섹션(12)은 압력 하의 표면으로 작용한다. 기류가 상기 기류 발생 구조물(10)의 스테이터(32) 및 시트(25)에 대해 압력을 가한다. 따라서, 상기 기류 발생 구조물(10)은 그러한 압력에 의해 유지되어 작동 중에 축 방향으로 앞뒤로 움직일 수 없게 되며, 상기 기류 발생 구조물(10)의 전후 이동 및 시스템 진동으로 인해 발생하였을 소음 발생이 줄어든다.

또한, 공기가 상기 기류 발생 구조물(10)의 중심축을 따라서 흡입된 후, 상기 스포일러들(13)의 외측 가장자리(134)와 상기 허브(11)의 중심축 간의 경사각의 안내로 인해 기류가 상기 허브(11)의 상부 측면으로부터 상기 홀딩 섹션(12)의 주변을 향해 원활하게 전달될 수 있다. 종래의 방사류 팬과 비교하여, 본 발명은 상기 허브(11) 주변에서 소용돌이 및 정지 흐름을 감소시킬 수 있으며, 흐름 저항을 최소화할 수 있어, 보다 높은 동압이 발생한다.

도 11은 개선된 공기 채널링(channeling) 효과를 가진 기류 발생 구조물(40) 을 제공하는 본 발명의 제2 실시예를 나타낸다. 상기 기류 발생 구조물(40)은 앞서 설명한 것과 대부분 유사한 허브(41), 홀딩 섹션(42), 복수의 스포일러들(43) 및 안정화 링(44)을 포함한다. 제1 실시예와의 주된 차이는 상기 홀딩 섹션(42)과 상기 허브(41)의 연결부(juncture) 사이에 형성된 라운드 각(round angle)이 존재한다는 점이다. 따라서, 기류가 상기 허브(41)의 상부 측면으로부터 상기 홀딩 섹션(42)을 향하여 빠르게 지나갈 때, 상기 라운드 각(45)이 기류를 원활하게 상기 홀딩 섹션(42)의 주변으로 보내고 상기 허브(41)의 하부 측면을 통하여 기류를 방출할 수 있어 상기 홀딩 섹션(42)과 직접적으로 부딪치는 것을 방지할 수 있다. 따라서 공기의 운동에너지 손실이 감소될 수 있으며, 유속 및 동압이 너무 많이 떨어지지 않고 유지될 수 있다.

도 12는 개선된 공기 채널링 효과를 갖는 기류 발생 구조물(50)을 제공하는 본 발명의 제3 실시예를 나타낸다. 상기 기류 발생 구조물(50)은 제1 실시예에서 설명한 것과 대부분 유사한 허브(51), 홀딩 섹션(52), 복수의 스포일러들(53) 및 안정화 링(54)을 포함한다. 두 실시예의 주된 차이는 상기 홀딩 섹션(52)의 주변에 위치하고, 상기 스포일러들(53)에 대하여 교대로(in an alternate manner) 배치되는 복수의 공기 벤트(air vent)들(521)이 존재한다는 점이다. 상기 공기 벤트들(521)의 설치는 환기 면적을 증가시키고 흐름 저항을 감소시켜 상기 기류 발생 구조물(50)의 유속을 증가시킬 수 있다.

도 13은 기류 발생 구조물(60)을 제공하는 본 발명의 제4 실시예를 나타낸다. 상기 기류 발생 구조물(60)은 허브(61), 홀딩 섹션(62), 복수의 스포일러들 (63) 및 안정화 링(64)을 포함한다. 상기 홀딩 섹션(62)은 상기 허브(61)의 일 단부로부터 연장된다. 상기 스포일러들(63)은 동일 간격을 두고 상기 홀딩 섹션(62)의 주변에 위치하는 하나의 단부를 갖는다. 상기 안정화 링(64)은 상기 스포일러들(63)의 팁들의 외면을 에워싸서 안정화 효과를 발생시키며, 그 결과 상기 스포일러들(63)은 기류가 발생하는 경우에도 흔들리지 않는다. 제4 실시예와 제1 실시예 간의 차이는 상기 홀딩 섹션(62)이 상기 허브(61)를 둘러싸는 영역 상에서 복수의 개구(opening)들(621)을 가지며, 상기 허브(61) 둘레에 복수의 블레이드(blade)들(622)이 존재한다는 점이다. 상기 개구들(621)은 상기 허브(61) 주위에서 흡입 기류의 체적을 증가시켜 유속을 높일 수 있다. 상기 블레이드들(622)은 상기 허브(61) 주위에서 흐름장을 방해하고, 상기 허브(61) 주위에서 정지 흐름을 교란시킬 수 있어 상기 영역 내에서 기류의 이동이 촉진되며, 따라서 유속이 증가하게 된다.

도 14 내지 16은 기류 발생 구조물(70)을 제공하는 본 발명의 제5 실시예를 나타낸다. 상기 기류 발생 구조물(70)은 제1 실시예와 대부분 유사하게 구성된다. 상기 기류 발생 구조물(70)은 허브(71), 홀딩 섹션(72), 복수의 스포일러들(73) 및 안정화 링(74)을 포함한다.

상기 홀딩 섹션(72)은 상기 허브(71)의 일 단부로부터 연장된다. 상기 스포일러들(73)은 동일 간격을 두고 상기 홀딩 섹션(72)의 주변 상에 배치된 일 단부를 갖는다.

상기 스포일러들(73) 각각은 루트(731) 및 팁(732), 상기 허브(71)에 인접한 내측 가장자리(733) 및 상기 허브(71)로부터 떨어진 외측 가장자리(734)를 갖는다. 상기 루트(731)는 상기 홀딩 섹션(72)에 고정된다. 상기 안정화 링(74)은 상기 스포일러들(73)의 모든 팁들(732)를 함께 결합시킨다.

상기 외측 가장자리(734)는 바깥쪽으로 기울어져 상기 허브(71)의 중심축과 함께 각을 형성한다. 상기 내측 가장자리(733)도 또한 바깥쪽으로 기울어져 상기 허브(71)의 중심축과 함께 다른 각을 형성한다. 제1 실시예와 비교하여, 이 실시예에서 상기 내측 가장자리(733)는 상기 외측 가장자리(734)처럼 바깥쪽으로 기울어지며, 따라서 상기 스포일러들(73) 및 상기 허브(71) 간의 중공 공간(hollow space)이 줄어든다. 생성되는 기하학적 프로파일은 좀더 유선형이 되고, 기류가 상기 팬 구조물을 통하여 더욱 원활하게 이동할 수 있다. 상기 스포일러들(73)과 상기 허브(71) 간의 중공 공간이 축소됨에 따라서, 기류를 가둬 두는 공간이 줄어든다. 흡입 기류가 상기 스포일러들(73)의 내측 림(inner rim)(733)을 통하여 보다 빨리 방출될 것이다. 따라서, 기류가 보다 짧은 시간 동안에 상기 팬 구조물 안에 가둬지고 머물기 때문에 소용돌이 및 정지 흐름이 최소화될 수 있으며, 이는 상기 기류 발생 구조물(70)을 통과할 때 기류에 가해지는 저항을 감소시킨다.

본 발명이 공기 흡입 및 방출 방향들에 있어서 사류 팬과 다소 유사하게 보일지라도, 상기 스포일러들은 상기 홀딩 섹션의 외측 주변 상에 위치되며, 따라서 기류가 상기 스포일러들을 통과하고 상기 기류 발생 구조물의 중심으로부터 최대 반경을 갖는 영역 주위에서 상기 기류 발생 구조물을 떠나며, 보다 높은 접선 속도를 가져 보다 큰 동압을 발생시킨다. 상술한 이유와 같이, 본 발명은 방사류 팬보 다 바람직하다.

또한, 본 발명의 스포일러들은 곡선 프로파일로 형성되고, 회전축과 함께 각을 형성하는 외측 가장자리를 가지므로, 기류가 상기 허브의 상부 측면으로부터 상기 홀딩 섹션의 주변 가장자리를 향하여 원활하게 안내되고 전달될 수 있다. 따라서, 상기 허브 주위의 소용돌이 및 정지 흐름이 최소화되고 흐름 저항이 감소하게 된다. 결론적으로, 본 발명은 사류 팬과 유사한 동압 및 유속을 생성할 뿐만 아니라 그것의 높은 흐름 저항의 문제점을 극복한다.

Claims

일 단부로부터 연장된 홀딩 섹션을 구비한 허브; 및

서로 이격되게 설치된 곡선형의 다수의 스포일러들을 포함하며,

여기서 상기 스포일러는 상기 홀딩 섹션의 주변 상에 고정된 루트, 상기 홀딩 섹션으로부터 이격된 팁, 상기 허브에 인접하고 상기 허브와의 사이에 이격 공간을 가지는 내측 가장자리, 및 상기 허브로부터 이격된 외측 가장자리를 구비하며,

상기 홀딩 섹션의 영역보다 상기 팁에 의해 둘러싸인 영역이 더 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 기류 발생 구조물.
제1항에 있어서, 상기 스포일러들 각각은 볼록 표면 및 오목 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 기류 발생 구조물.
삭제
제1항에 있어서, 상기 스포일러의 외측 가장자리는 상기 외측 가장자리와 상기 허브의 중심축 간에 경사각이 존재하도록 바깥쪽으로 향하여 있는 것을 특징으로 하는 기류 발생 구조물.
제1항에 있어서, 상기 스포일러의 내측 가장자리는 상기 내측 가장자리와 상기 허브의 중심축 간에 경사각이 존재하도록 바깥쪽으로 향하여 있는 것을 특징으로 하는 기류 발생 구조물.
제1항에 있어서, 상기 스포일러들의 모든 팁들은 안정화 링에 의해 함께 결합되는 것을 특징으로 하는 기류 발생 구조물.
제1항에 있어서, 상기 홀딩 섹션 및 상기 허브의 연결부에 라운드 각이 형성되는 것을 특징으로 하는 기류 발생 구조물.
제1항에 있어서, 상기 홀딩 섹션은 그것의 주변 상에 위치하고 상기 스포일러들에 대하여 교대로 배치되는 복수의 공기 벤트들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기류 발생 구조물.
제1항에 있어서, 상기 허브 둘레에 복수의 블레이드들이 형성되는 것을 특징으로 하는 기류 발생 구조물.
제1항에 있어서, 상기 홀딩 섹션은 상기 허브에 인접한 영역 및 상기 허브 둘레에 복수의 개구들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기류 발생 구조물.
제1항에 있어서, 상기 스포일러는 상기 허브와 동일한 높이를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 기류 발생 구조물.