KR101479059B1 - 복층형 송풍장치 - Google Patents

Abstract

복층형 송풍장치가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 복층형 송풍장치는, 제1 회전력을 발생시키는 제1 모터, 제1 모터에 의해 회전하는 제1 블레이드, 제1 블레이드에 의해 발생한 바람을 가이드하는 가이드부재, 제2 회전력을 발생시키는 제2 모터, 가이드부재의 외주를 에워싸는 형태로 형성되며 제2 모터에 의해 회전하는 제2 블레이드를 포함한다.

Description

복층형 송풍장치{MULTI-STACKED AIR BLOWER}

본 발명은 복층형 송풍장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 동일한 출력의 모터에서 송풍량을 증가시키고 소음을 감소시킬 수 있는 복층형 송풍장치에 관한 것이다.

약 100년전 모터에 스크류를 고정시켜 회전에 의하여 바람을 발생시키는 제품이 에디슨에 의하여 만들어진 이후, 선풍기와 송풍기 제트엔진, 풍력발전기 PC의 냉각팬 등에 적용되어 다양한 분야에서 사용되고 있지만, 기본적인 구조와 형식은 바뀌지 않고 있다.

이렇게 다양한 부분과 분야에서 사용되고 있음에도 불구하고 모터의 발열 소음, 높은 에너지 소비율, 제한된 송풍거리 등이 단점으로 지적되고 있지만, 기능의 개선이 되고 있지 않고 있는 실정이다.

종래의 송풍장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 단순한 프로펠러와 모터의 결합구조로 구성되어, 모터의 회전에 의해 프로펠러(10)가 공기를 이송시킨다. 즉, 일정한 부피의 공기를 프로펠러 날개로 회전시키면서 공기를 이송시키는 것을 기본원리로 한다. 프로펠러(10)의 회전에 의하여 잘려진 공기(20)를 목표하는 위치에 이송 시키며, 이때 와류에 의하여 직선적이고 확산성이 없는 딱딱한 바람이 발생하게 된다. 일반적으로 직경 30㎝의 프로펠러의 최대 송풍거리는 내부와 외부의 와류로 인하여 4m정도로 매우 짧으며 프로펠러 후면에 바람의 이동이 거의 없는 무풍지대가 형성된다.

전술한 바와 같이, 종래의 송풍장치는 프로펠러에 의해 공기를 단순히 이송시키는 구조이기 때문에, 송풍거리를 늘이고 싶거나 많은 량의 바람을 발생시키기 위해서는 모터의 크기를 키워야 한다. 그러나 모터의 크기를 키우면 소음과 열이 발생하며, 특히 기계차중의 증가와 함께 송풍장치가 부착되는 장치의 크기가 부차적으로 증가하게 된다.

위와 같은 문제점으로부터 안출된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 블레이드의 회전에 의해 공기를 압축된 상태로 속도를 증가시켜 작은 폭의 블레이드로 많은 공기를 이송시킬 수 있으며, 프로펠러의 속도차이에 의한 압력을 이용하여 공기의 확산을 증가시켜 기존 송풍장치에 비해 송풍능력을 향상시킨 송풍장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 해결하고자 하는 다른 과제는, 동일한 조건하에서 블레이드의 회전속도 및 블레이드의 배치에 따라 기존의 송풍장치에 비해 송풍거리를 증가시킬 수 있는 송풍장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 해결하고자 하는 다른 또 과제는, 블레이드 구조로 인한 소음 상쇄로 종래의 송풍장치에 비해 소음 정도가 낮으며, 블레이드의 회전에 따라 일방향 또는 양방향으로 공기를 순환시킬 수 있는 송풍장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 언급된 기술적 과제들을 해결하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 따른 복층형 송풍장치는, 제1 회전력을 발생시키는 제1 모터, 제1 모터에 의해 회전하는 제1 블레이드, 제1 블레이드에 의해 발생한 바람을 가이드하는 가이드부재, 제2 회전력을 발생시키는 제2 모터, 가이드부재의 외주를 에워싸는 형태로 형성되며 제2 모터에 의해 회전하는 제2 블레이드를 포함한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 송풍기를 복층화하여 사용시간대에 따른 송풍량과 송풍에 따른 소음을 최소화할 수 있다.

또한, 블레이드를 여러장 겹쳐 블레이드의 크기를 증가시키지 않아도 필요한 환기량을 얻을 수 있으며, 송풍기 내부의 공간을 다층화하여 흡입과 배기를 동시에 진행할 수 있다.

뿐만 아니라, 복층의 블레이드를 회전시켜서 기존의 단순한 공기이송이 아닌 공기의 압력과 속도를 증가시켜 작은 폭의 블레이드로 많은 공기를 이송시킬 수 있다.

또한, 블레이드의 속도차이에 의한 압력을 이용하여 공기의 확산을 증가시키는 효과가 있다.

도 1은 종래의 송풍장치에 따른 공기 이송 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복층형 송풍장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 복층형 송풍장치의 부분 절단 사시도이다.
도 4 및 도 5는 도 2의 복층형 송풍장치의 제1 및 제2 블레이드의 위치 관계를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 2의 복층형 송풍장치의 측단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 복층형 송풍장치의 이중 블레이드 구조에 따른 공기 흐름을 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 복층형 송풍장치의 구성에 대해 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복층형 송풍장치를 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2의 복층형 송풍장치의 부분 절단 사시도이고, 도 4 및 도 5는 도 2의 복층형 송풍장치의 제1 및 제2 블레이드의 위치 관계를 나타내는 도면이고, 도 6은 도 2의 복층형 송풍장치의 측단면도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 복층형 송풍장치의 이중 블레이드 구조에 따른 공기 흐름을 나타내는 도면이다.

도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 복층형 송풍장치(100)는, 제1 회전력을 발생시키는 제1 모터(110), 제1 모터(110)에 의해 회전하는 제1 블레이드(120), 제1 블레이드(120)에 의해 발생한 바람을 가이드하는 가이드부재(130), 제2 회전력을 발생시키는 제2 모터(140), 가이드부재(130)의 외주를 에워싸는 형태로 형성되며 제2 모터(140)에 의해 회전하는 제2 블레이드(150)를 포함한다.

제1 모터(110)는 회전력을 발생시키는 일반적인 형태의 모터일 수 있으며, 소비전력 증가에 따른 운전비용을 절감하기 위해 전력 소모가 적은 디지털 모터를 사용할 수도 있다. 제1 모터(110)는 별도의 제어장치(미도시)와 연결되어 분당회전수(rpm)나 회전 방향에 다르게 제어될 수 있다.

제1 블레이드(120)는 제1 모터(110)와 연결되어 회전할 수 있으며, 회전에 의해 공기의 흐름을 생성할 수 있다. 제1 블레이드(120)는 일반적인 형태의 팬이나 프로펠러 형태일 수 있다. 회전방향에 따라 송풍 방향이 변경될 수 있다.

가이드부재(130)는 제1 블레이드(120)의 외주를 에워싸는 형태로 구비되며, 도시된 예에서와 같이 원통형상일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 가이드부재(130)는 제1 모터(110) 및/또는 제1 블레이드(120)를 수용할 수 있으며, 가이드부재(130)는 이를 위해 제1 블레이드(120)의 반경보다 크게 설정될 수 있다.

가이드부재(130)는 제1 블레이드(120)와 제2 블레이드(150)를 공간적으로 분리할 수 있으며, 제1 블레이드(120)에서 발생한 바람을 전방 및/또는 후방으로 가이드할 수 있다. 가이드부재(130)는 제1 블레이드(120)의 전방으로 돌출될 수 있으며, 가이드부재(130)의 일단부는 하우징(160)의 일단부와 정렬될 수 있다.

제2 모터(140)는 제1 모터(110)와 별도로 구비될 수 있으며, 제1 모터(110)와 별도의 회전력을 발생시킬 수 있다. 제2 모터(140)는 제1 모터(110)와 동일한 구성을 포함할 수 있다. 즉, 제2 모터(140)는 회전력을 발생시키는 일반적인 형태의 모터일 수 있으며, 소비전력 증가에 따른 운전비용을 절감하기 위해 전력 소모가 적은 디지털 모터를 사용할 수도 있다. 제2 모터(140)는 별도의 제어장치(미도시)와 연결되어 분당회전수(rpm)나 회전 방향에 다르게 제어될 수 있다. 또한, 제2 모터(140)는 제1 모터(110)와 별도로 제어될 수 있다.

제2 블레이드(150)는 제2 모터(140)와 연결되어 회전할 수 있다. 제2 블레이드(150)는 제1 블레이드(120)의 외측에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제2 블레이드(150)는 가이드부재(130)의 외주를 에워싸는 형태로 형성될 수 있다. 제2 블레이드(150)는 가이드부재(130)와 이격될 수 있으며, 제1 블레이드(120)의 외주면과 제2 블레이드(150)의 내주면은 소정 간격으로 이격될 수 있다.

제1 블레이드(120)와 제2 블레이드(150)는 회전축이 동일할 수 있으며, 제1 블레이드(120)와 제2 블레이드(150)는 서로 반대 방향으로 회전할 수 있다. 블레이드가 서로 다른 방향으로 회전할 경우, 제1 블레이드(120) 또는 제2 블레이드(150)의 전방 및 후방에 부압이 형성될 수 있으며, 이로 인해, 제1 블레이드(120)의 전방 및 후방으로 동시에 바람이 발생할 수 있다.

반면, 제1 블레이드(120)와 제2 블레이드(150)가 서로 동일한 방향으로 회전할 수도 있으며, 블레이드가 서로 동일한 방향으로 회전할 경우, 제1 블레이드(120) 또는 제2 블레이드의 전방 또는 후방에 부압이 형성될 수 있으며, 이로 인해, 제1 블레이드(120)의 전방 또는 후방 중 하나의 방향으로 바람이 집중될 수 있다.

몇몇 다른 실시예에서, 제1 블레이드(120)와 제2 블레이드(150)는 회전속도가 서로 상이하게 제어될 수 있다. 즉, 제1 블레이드(120)와 제2 블레이드(150)에서 발생한 바람이 혼합되어 균일한 바람이 생성되는 과정에서, 제1 블레이드(120) 또는 제2 블레이드(150)의 회전속도를 제어함으로써, 원하는 송풍거리 및/또는 송풍량을 얻을 수 있다.

본 실시예에 따른 복층형 송풍장치는, 제1 블레이드(120)와 제2 블레이드(150)의 회전방향, 회전속도를 개별적으로 제어함으로서, 공기의 압축을 발생시키고 송풍 속도를 증가시켜 작은 폭의 블레이드로 많은 공기를 이송시킬 수 있으며, 블레이드의 속도차이에 의한 압력을 이용하여 공기의 확산을 증가시켜 기존 송풍장치의 단점을 극복할 수 있다.

또한 몇몇 다른 실시예에서, 제1 블레이드(120)에서 발생한 풍압이 제2 블레이드(150)에서 발생한 풍압보다 낮게 형성될 수 있으며, 이로 인해 진행방향 전방으로 향하는 송풍량 및 송풍거리가 증가할 수 있다. 이에 대해서는 도 7을 참조하여 상세히 후술한다.

하우징(160)은 제1 블레이드(120) 및 제2 블레이드(150)를 수용하며, 본 실시예에 따른 복층형 송풍장치(100)의 외각면을 형성할 수 있다. 하우징(160)의 측면에는 외기흡입구(170)가 형성될 수 있으며, 외기흡입구(170)는 하우징(160) 상에서 제1 블레이드(120) 또는 제2 블레이드(150)의 회전축과 수직한 방향에 형성될 수 있다. 즉, 제1 블레이드(120) 또는 제2 블레이드(150)의 회전축을 둘러싸는 하우징(160)의 측면에 형성된 외기흡입구(170)로 공기가 흡입되어, 제1 블레이드(120) 또는 제2 블레이드(150)에 의해 전면 또는 후면으로 공기가 배출될 수 있다. 따라서, 복층형 송풍장치(100) 내에서 흡기와 배기가 동시에 이루어질 수 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 하우징(160)은 원통 형상의 통공부가 형성된 형상일 수 있으며, 하우징(160)의 통공부에 제1 블레이드(120) 및 제2 블레이드(150)가 수용될 수 있다.

이때, 제1 블레이드(120)의 회전축과 하우징(160)의 중심축이 일치되도록 제1 블레이드(120)가 배치될 수 있다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 블레이드(120) 및/또는 제2 블레이드(150)는 복수의 프로펠러 날개를 포함할 수 있으며, 제2 블레이드(150)의 경우 제2 블레이드(150)의 회전축을 중심으로 복수의 프로펠러 날개의 원위말단이 서로 연결되어 외주면을 형성할 수 있다. 즉, 제2 블레이드(150)의 외주면은 하우징(160)의 통공부 형상과 대응되도록 원형으로 구성될 수 있다.

몇몇 다른 실시예에서, 제2 블레이드(150)의 외주면에 기어이빨(151)이 형성될 수 있으며, 제2 모터(140)는 소정의 보조기어와 연결되고, 보조기어는 제2 블레이드(150)의 기어이빨(151)과 맞물려 회전할 수 있다. 즉, 제2 모터(140)의 회전축과 제2 블레이드(150)의 회전축은 서로 다를 수 있다.

몇몇 다른 실시예에서, 제2 블레이드(150)는 제2 모터(140)와 연결된 팬벨트 또는 타이밍벨트로 회전될 수 있다. 즉, 제2 모터(140)의 회전축에 벨트 등의 회전력 전달수단이 연결되고, 회전력 전달수단이 제2 블레이드(150)와 연결되어 제2 블레이드(150)가 회전될 수 있다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 복층형 송풍장치의 이중 블레이드 구조에 따른 공기 흐름이 도시된다.

복층형 송풍장치(100)의 후면(도 7 상에서 좌측) 또는 측면(도 7 상에서 상측 또는 하측)으로부터 공기가 유입되고, 제1 블레이드(120) 및/또는 제2 블레이드(150)에 의해 풍압이 형성되어 복층형 송풍장치(100)의 전면(도 7 상에서 우측)으로 송풍될 수 있다.

이때, 다중 블레이드를 가지는 복층형 송풍장치(100)는 복수의 프로펠러에 의하여 발생한 내측풍(200)에 대하여 외측풍(300)이 2배 이상의 송풍량을 가지도록 설정될 수 있으며, 이러한 경우 내측풍(200)과 외측풍(300)이 복층형 송풍장치(100)의 전방 소정 지점에서 혼합되어 전방으로 공기를 집중 확산시킬 수 있으며, 보다 넓은 범위까지 바람을 이송시킬 수 있고 동시에 도 1의 잘린 형태의 바람과 달리 바람이 균일하게 확산되므로 자연에 가까운 바람(400)을 만들어 낼 수 있다.

내측풍(200)은 제1 블레이드(120)에 의해 발생할 수 있으며, 외측풍(300)은 제2 블레이드(150)에 의해 발생할 수 있다. 제1 블레이드(120)에서 발생한 풍압이 제2 블레이드(150)에서 발생한 풍압보다 낮게 설정될 수 있다. 많은 풍량을 가지는 제2 블레이드(150)에 의한 외측풍(300)은, 풍량이 적은 제1 블레이드(120)의 내측풍(200) 측으로 압력차에 의하여 빨려 들어간다. 이때 중앙에 집중된 바람(400)은 서로 부딪혀 각 블레이드에 의해 잘려진 공기 덩어리가 없어지게 되어, 블레이드에 의해 이송된 공기가 넓은 범위에 확산될 수 있다. 외측풍(300)의 공기가 내측풍(200)으로 빨려들어 가면서 중앙에 집중된 바람(400)의 공기는 압축되고 유속이 높아질 수 있다.

본 실시예에 따른 복층형 송풍장치(100)는 2개의 블레이드(120, 150)가 적층된 형태로 설명되었으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 3개 이상의 블레이드가 적층되는 복층형 송풍장치의 구성도 가능하며, 적층되는 블레이드의 개수 및 각 블레이드의 회전속도에 따라 공기의 흡입량과 압축량, 풍량이 상이하게 제어될 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

110: 제1 모터
120: 제1 블레이드
130: 가이드부재
140: 제2 모터
150: 제2 블레이드
160: 하우징
170: 외기흡입구

Claims (15)

1. 제1 회전력을 발생시키는 제1 모터;
   상기 제1 모터에 의해 회전하며, 내측풍을 생성하는 제1 블레이드;
   상기 제1 블레이드에 의해 발생한 바람을 가이드하는 가이드부재;
   제2 회전력을 발생시키는 제2 모터;
   상기 가이드부재의 외주를 에워싸는 형태로 형성되며 상기 제2 모터에 의해 회전하며, 외측풍을 생성하는 제2 블레이드를 포함하고,
   상기 제2 블레이드는 복수의 프로펠러 날개를 포함하고,
   상기 제2 블레이드의 회전축을 중심으로 상기 복수의 프로펠러 날개의 원위말단이 서로 연결되어 외주면을 형성하며,
   상기 제2 블레이드의 상기 외주면에 기어이빨이 형성되고,
   상기 제2 모터는 보조기어와 연결되고, 상기 보조기어는 상기 기어이빨과 맞물려 회전하는, 복층형 송풍장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 블레이드와 상기 제2 블레이드는 회전축이 동일한, 복층형 송풍장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 제1항에 있어서,
   상기 제1 블레이드 및 상기 제2 블레이드를 수용하는 하우징을 더 포함하고,
   상기 하우징의 측면에는 외기흡입구가 형성되고,
   상기 외기흡입구는 상기 하우징 상에서 상기 제1 블레이드 또는 상기 제2 블레이드의 회전축과 수직한 방향에 형성되는, 복층형 송풍장치.
10. 삭제
11. 삭제
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13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제

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