KR101559536B1

KR101559536B1 - 송풍 시스템

Info

Publication number: KR101559536B1
Application number: KR1020150035150A
Authority: KR
Inventors: 김경수
Original assignee: ㈜티앤이코리아
Priority date: 2015-03-13
Filing date: 2015-03-13
Publication date: 2015-10-15
Also published as: JP6473513B2; CN107208661A; US10443621B2; JP2018506679A; WO2016148442A1; CN107208661B; US20180023592A1

Abstract

본 발명은 송풍 시스템에 관한 것으로서, 공기 등의 기체를 압축하여 외부로 공급하는 송풍 시스템으로서, 상기 기체가 흡입되는 블로어 흡입구; 상기 블로어 흡입구를 통하여 유입된 기체를 압축하는 임펠러; 상기 임펠러에 의하여 압축된 상기 기체가 외부로 배출되는 블로어 송풍구;를 구비하는 블로어; 상기 블로어의 발열부를 수용하는 블로어 수용부; 외부로부터 상기 기체가 흡입되는 기체 흡입구; 상기 기체 흡입구로부터 상기 블로어 흡입구까지 연결되어 있는 기체 유로; 인버터를 포함한 전장품이 설치되는 인버터 수용부;를 구비하는 케이스; 상기 인버터를 공기에 의하여 냉각하기 위한 부재로서, 일단부는 상기 인버터와 결합되어 있으며 타단부는 상기 기체 유로에 노출되어 있는 냉각 부재;를 포함하며, 상기 블로어 수용부는 상기 기체 유로와 공간적으로 분리되어 있으며, 상기 임펠러가 발생시키는 흡입력에 의하여 상기 기체가 상기 기체 유로를 유동하며, 상기 냉각 부재가 상기 기체에 의하여 냉각되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 인버터를 냉각하기 위한 별도의 냉각팬을 구비하지 않고서도, 상기 임펠러의 흡입력으로 발생되는 기체 유동만으로 상기 인버터를 신속하게 냉각시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

송풍 시스템 {Blowing System}

본 발명은 송풍 시스템에 관한 것으로서, 특히 인버터를 냉각하기 위한 별도의 냉각팬을 구비하지 않고서도 임펠러의 흡입력으로 발생되는 기체 유동만으로 인버터를 신속하게 냉각시킬 수 있는 송풍 시스템에 관한 것이다.

터보 블로어(turbo blower) 또는 터보 압축기(turbo compressor)는, 임펠러(impeller)를 고속으로 회전시킴으로써 외부의 공기나 가스를 흡입하여 압축한 후 외부로 송풍하는 원심형 펌프로서, 분체(powder) 이송용이나 하수 처리장 등에서 폭기(爆氣)용으로 많이 사용되고 있다.

종래의 터보 블로어에는 전기 모터의 회전력으로 임펠러를 회전시키는 제품이 있는데, 이러한 터보 블로어에는 모터의 속도를 제어하기 위한 고속의 전류 파형을 만들어서 모터로 공급하는 인버터(inverter)라는 장치가 필수적으로 필요하다.

그러나, 인버터의 대부분은, 절연 게이트 쌍극성 트랜지스터(IGBT; Insulated Gate Bipolar Transistor)라는 발열 부품을 포함하고 있고, 상기 절연 게이트 쌍극성 트랜지스터(IGBT)는 고속의 전류 파형을 만드는 전기 소자로서, 전기적 스위칭(Switching)에 의한 다량의 열이 발생하게 되므로, 모터의 지속적인 운용을 위해서는 상기 절연 게이트 쌍극성 트랜지스터(IGBT)의 지속적인 냉각이 필요하다. 더구나, 상기 쌍극성 트랜지스터(IGBT)의 발열량은 스위칭 주파수에 비례하여 증가하게 된다.

종래의 터보 블로어는 인버터의 냉각을 위하여, 냉각팬을 회전시켜 공기에 의하여 인버터를 냉각시키는 방법(강제 공냉식) 또는 냉각수와 같은 냉매를 이용하여 인버터를 냉각시키는 방법(수냉식)을 사용하였다.

그러나 강제 공냉식의 경우에는, 비교적 작은 전력 소모 특성을 가진 직류(DC) 모터가 장착된 소형 냉각팬이 일반적으로 사용되는데, 이러한 소형 냉각팬은 냉각 공기의 공급능력이 비교적 낮고, 제품 수명이 매우 짧다는 문제점이 있다.

또한 수냉식의 경우에는, 비교적 냉각 효율은 높으나, 물탱크와 라디에이터와 같은 복잡한 구조를 사용해야 하고, 냉각수의 누수의 위험이 높다는 문제점이 여전히 발생한다.

아울러, 종래의 터보 블로어는, 인버터에서 발생되는 열기와 모터에서 발생되는 열기가 서로 혼합될 수 있는 구조인 바, 모터에 의하여 가열된 기체가 임펠러에 흡입될 수 있는 문제점도 있다.

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 인버터를 냉각하기 위한 별도의 냉각팬을 구비하지 않고서도 임펠러의 흡입력으로 발생되는 기체 유동만으로 인버터를 신속하게 냉각시킬 수 있도록 구조가 개선된 송풍 시스템을 제공하기 위함이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 송풍 시스템은, 공기 등의 기체를 압축하여 외부로 공급하는 송풍 시스템으로서, 상기 기체가 흡입되는 블로어 흡입구; 상기 블로어 흡입구를 통하여 유입된 기체를 압축하는 임펠러; 상기 임펠러에 의하여 압축된 상기 기체가 외부로 배출되는 블로어 송풍구;를 구비하는 블로어; 상기 블로어의 발열부를 수용하는 블로어 수용부; 외부로부터 상기 기체가 흡입되는 기체 흡입구; 상기 기체 흡입구로부터 상기 블로어 흡입구까지 연결되어 있는 기체 유로; 인버터를 포함한 전장품이 설치되는 인버터 수용부;를 구비하는 케이스; 상기 인버터를 공기에 의하여 냉각하기 위한 부재로서, 일단부는 상기 인버터와 결합되어 있으며 타단부는 상기 기체 유로에 노출되어 있는 냉각 부재;를 포함하며, 상기 블로어 수용부는 상기 기체 유로와 공간적으로 분리되어 있으며, 상기 임펠러가 발생시키는 흡입력에 의하여 상기 기체가 상기 기체 유로를 유동하며, 상기 냉각 부재가 상기 기체에 의하여 냉각되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 냉각 부재는, 상기 인버터와 결합되는 기초부; 상기 기초부로부터 돌출되어 있으며 미리 정한 간격만큼 서로 이격된 상태로 복수 개 나열되어 있는 냉각핀;을 구비하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 기체 유로는, 상기 기체 흡입구와 연통되어 있는 제1 공간부; 상기 냉각 부재의 타단부와 연통되어 있는 제2 공간부; 상기 블로어 흡입구와 연통되어 있는 제3 공간부;를 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 블로어 수용부는 상기 제1 공간부와 상기 제3 공간부 사이에 배치되며, 상기 인버터 수용부는 상기 블로어 수용부의 하측에 배치되고, 상기 제2 공간부는 상기 인버터 수용부의 하측에 배치되어 있으며, 상기 기체 유로는, "U"자 형태로 절곡되어 있는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 블로어 수용부의 일면에 형성된 냉각용 공기 흡입구; 상기 블로어 수용부의 타면에 형성된 냉각용 공기 배출구; 상기 냉각용 공기 흡입구와 상기 냉각용 공기 배출구 중 적어도 하나에 장착되며, 외부로부터 공기를 상기 블로어 수용부로 유입시키는 냉각팬;을 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제2 공간부는, 상기 냉각 부재의 상류 측과 하류 측 사이의 압력손실과 무관하게 상기 기체가 지나가는 기본 유로; 상기 냉각 부재의 상류 측과 하류 측 사이의 압력손실이 미리 정한 값 이상일 때만 상기 기체가 지나가는 추가 유로;를 구비하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 추가 유로에는, 상기 냉각 부재의 상류 측과 하류 측 사이의 압력손실이 미리 정한 값 이상일 때에는 상기 추가 유로를 자동적으로 개방하고, 상기 냉각 부재의 상류 측과 하류 측 사이의 압력손실이 미리 정한 값 미만일 때에는 상기 추가 유로를 자동적으로 폐쇄하는 유량 조절 유닛이 장착되어 있는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 유량 조절 유닛은, 상기 추가 유로를 개방하는 개방 위치와 상기 추가 유로를 폐쇄하는 폐쇄 위치 사이에서 회전 운동 가능한 유량 조절판; 상기 유량 조절판을 탄성적으로 또는 중력적으로 상기 폐쇄 위치로 바이어스시키는 바이어스 수단을 구비하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 냉각 부재의 타단부가 상기 케이스와 접촉함으로써, 상기 냉각 부재로부터 상기 케이스로 열이 전도되어 외부로 배출될 수 있는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 기체 유로는, 상기 기체 유로를 따라 유동하는 기체의 열이 상기 케이스에 전도되어 외부로 배출될 수 있도록, 상기 케이스의 내부 공간의 외곽에 배치되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 기체가 흡입되는 블로어 흡입구; 상기 블로어 흡입구를 통하여 유입된 기체를 압축하는 임펠러; 상기 임펠러에 의하여 압축된 상기 기체가 외부로 배출되는 블로어 송풍구;를 구비하는 블로어; 상기 블로어의 발열부를 수용하는 블로어 수용부; 외부로부터 상기 기체가 흡입되는 기체 흡입구; 상기 기체 흡입구로부터 상기 블로어 흡입구까지 연결되어 있는 기체 유로; 인버터를 포함한 전장품이 설치되는 인버터 수용부;를 구비하는 케이스; 상기 인버터를 공기에 의하여 냉각하기 위한 부재로서, 일단부는 상기 인버터와 결합되어 있으며 타단부는 상기 기체 유로에 노출되어 있는 냉각 부재;를 포함하며, 상기 블로어 수용부는 상기 기체 유로와 공간적으로 분리되어 있으며, 상기 임펠러가 발생시키는 흡입력에 의하여 상기 기체가 상기 기체 유로를 유동하며, 상기 냉각 부재가 상기 기체에 의하여 냉각되므로, 인버터를 냉각하기 위한 별도의 냉각팬을 구비하지 않고서도, 상기 임펠러의 흡입력으로 발생되는 기체 유동만으로 상기 인버터를 신속하게 냉각시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 송풍 시스템의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 송풍 시스템을 다른 각도에서 바라본 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 송풍 시스템의 블로어를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 송풍 시스템의 정면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 송풍 시스템의 A-A선 단면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 송풍 시스템의 B-B선 단면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 송풍 시스템의 부분 단면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 송풍 시스템의 정면도이다.
도 9는 도 6에 도시된 유량 조절 유닛의 C-C선 단면도이다.
도 10은 도 9에 도시된 유량 조절 유닛의 유량 조절판이 개방된 상태를 나타내는 도면이다.

이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 송풍 시스템의 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 송풍 시스템을 다른 각도에서 바라본 사시도이다. 도 3은 도 1에 도시된 송풍 시스템의 블로어를 나타내는 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 송풍 시스템(100)은, 공기 등의 기체를 흡입하여 압축한 후 외부로 공급하는 전기 송풍 시스템으로서, 분체 이송용이나 하수처리장 등에서 폭기(爆氣)용으로 많이 사용되고 있다. 이 송풍 시스템(100)은, 블로어(10)와, 케이스(20)와, 인버터(H)와, 냉각 부재(30)와, 유량 조절 유닛(40)을 포함하여 구성된다. 이하에서 상기 기체는 공기인 것을 전제로 한다.

상기 블로어(10)는, 소위 터보 블로어(turbo blower) 또는 터보 압축기(turbo compressor)의 일종으로서, 모터의 회전력을 이용하여 임펠러(impeller)를 고속으로 회전시킴으로써 외부의 공기를 흡입하여 압축한 후 외부로 송풍하는 원심형 펌프이다.

이 블로어(10)는, 임펠러(11)와, 모터(12)와, 블로어 흡입구(13)와, 블로어 송풍구(14)를 포함한다.

상기 임펠러(11)는, 원심형 펌프의 주요 구성으로 곡면을 지닌 날개를 복수 개 구비한 바퀴로서, 고속 회전이 가능하도록 금속 하우징의 내부에 장착되어 있으며, 상기 블로어 흡입구(13)를 통하여 유입된 기체를 압축한다.

상기 모터(12)는, 회전력을 발생시키는 전기 모터로서, 상기 임펠러(11)에 고속 회전력을 공급하도록 장착되어 있다.

상기 모터(12)의 외주면에는, 도 4에 도시된 바와 같이 냉각을 위한 복수 개의 모터 냉각핀(121)이 돌출된 상태로 배열되어 있다.

상기 임펠러(11) 및 모터(12)의 고속 회전에 의하여 발생되는 마찰력을 감소시키기 위하여, 상기 블로어(10)의 내부에는 다양한 형태의 베어링(미도시)이 장착되어 있다.

상기 모터(12) 및 상기 베어링(미도시) 등이 상기 블로어(10)의 주요 발열부(heat source)를 형성하게 된다.

상기 블로어 흡입구(13)는, 송풍의 대상이 되는 기체가 흡입되는 통로로서, 상기 기체가 상기 임펠러(11)로 이송될 수 있도록 상기 임펠러(11)의 전단부와 연통되어 있다.

상기 블로어 송풍구(14)는, 상기 임펠러(11)에 의하여 고압으로 압축된 기체가 외부로 배출되는 통로로서, 상기 임펠러(11)의 상단부와 연통되어 있다.

상기 모터(12)의 후단부에는, 도 5에 도시된 바와 같이 모터의 내부를 냉각하기 위한 기체가 흡입되는 모터 냉각용 공기 흡입구(15)가 형성되어 있다.

상기 모터 냉각용 공기 흡입구(15)의 일단부는 상기 모터(12)의 후단부에 결합되어 있으며, 상기 모터 냉각용 공기 흡입구(15)의 타단부는 후술할 제1 공간부(S1)에 배치되어 있다.

상기 모터 냉각용 공기 흡입구(15)의 타단부로 흡입된 기체는, 상기 모터(12)의 내부를 거쳐서 후술할 블로어 수용부(22)로 배출된다.

상기 케이스(20)는, 상기 블로어(10)를 수납하기 위한 금속 상자로서, 얇은 금속 판재를 가공하여 제작된다. 이 케이스(20)는, 제1 본체(20a)와, 제2 본체(20b)와, 제3 본체(20c)와, 커버 부재(20d)와, 후방 벽체(20e)와, 받침대(20f)를 포함한다.

상기 제1 본체(20a)는, 사각 단면이 상하로 길게 연장된 박스 부재로서, 도 1에 도시된 바와 같이 수직하게 세워진 상태로, 상기 받침대(20f)의 우측 상면에 배치되어 있다. 여기서, 상기 받침대(20f)는 설치 장소에 배치되는 철제 프레임 부재이다.

상기 제1 본체(20a)의 좌측면에는 제1 수직 격벽(27)이 상하로 길게 연장되어 있다.

상기 제1 본체(20a)의 우측면에는, 외부로부터 상기 기체가 내부로 흡입될 수 있는 기체 흡입구(21)가 형성되어 있다.

상기 기체 흡입구(21)에는, 도 5에 도시된 바와 같이 흡입되는 기체로부터 이물질을 제거하기 위한 필터(214)가 장착되어 있다.

상기 제1 본체(20a)의 내부에는, 상기 기체 흡입구(21)와 연통되어 있는 내부 공간인 제1 공간부(S1)가 마련되어 있다.

상기 제1 수직 격벽(27)의 하단부에는, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제1 공간부(S1)과 연통하는 제1 관통공(211)이 형성되어 있다.

상기 제2 본체(20b)는, 사각 단면이 좌우로 길게 연장된 관형 부재로서, 도 3에 도시된 바와 같이 수평하게 눕혀진 상태로, 상기 받침대(20f) 중간부 상면에 배치되어 있다.

상기 제2 본체(20b)의 내부에는, 상기 기체가 유동할 수 있는 내부 공간인 제2 공간부(S2)가 좌우로 길게 형성되어 있다.

상기 제2 공간부(S2)의 우단부는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제1 본체(20a)의 제1 관통공(211)과 연통되어 있다.

상기 제3 본체(20c)는, 사각 단면이 상하로 길게 연장된 박스 부재로서, 도 1에 도시된 바와 같이 수직하게 세워진 상태로, 받침대(20f)의 좌측 상면에 배치되어 있다.

상기 제3 본체(20c)의 우측면에는 제2 수직 격벽(28)이 상하로 길게 연장되어 있다.

상기 제3 본체(20c)의 내부에는, 상기 기체가 유동할 수 있는 내부 공간인 제3 공간부(S3)가 상하로 길게 마련되어 있다.

상기 제2 수직 격벽(28)의 상단부에는, 상기 블로어 흡입구(13)와 연통되어 있는 제3 관통공(213)이 형성되어 있다.

상기 제2 수직 격벽(28)의 하단부에는, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제2 공간부(S2)의 좌단부와 연통되어 있는 제2 관통공(212)이 형성되어 있다.

상기 제1 수직 격벽(27)와 상기 제2 수직 격벽(28)의 사이에는, 수평하게 배치된 평판 부재인 바닥 부재(29)가 배치되어 있다.

도 5에 도시된 바와 같이 상기 바닥 부재(29)의 좌단부는 상기 제2 수직 격벽(28)의 하단부에 결합되어 있으며, 상기 바닥 부재(29)의 우단부는 상기 제1 수직 격벽(27)의 하단부에 결합되어 있다.

상기 커버 부재(20d)는, "ㄱ"자형으로 절곡된 판형 부재로서, 상기 블로어(10)가 외부에 노출되지 않도록 블로어 수용부(22)를 커버하기 위한 부재이다.

상기 커버 부재(20d)의 앞면에는 상기 블로어 수용부(22)와 외부를 연통시키는 냉각용 공기 배출구(25)가 형성되어 있다.

상기 커버 부재(20d)의 좌단부는 상기 제3 본체(20c)의 상단부에 탈착 가능하게 결합되고, 상기 커버 부재(20d)의 우단부는 상기 제1 본체(20a)의 상단부에 탈착 가능하게 결합되며, 상기 커버 부재(20d)의 하단부는 상기 제3 본체(20c) 및 제1 본체(20a)의 하단부에 탈착 가능하게 결합된다.

상기 후방 벽체(20e)는, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 커버 부재(20d)의 후방에 수직하게 배치된 평판 부재이다.

상기 후방 벽체(20e)의 중앙부에는 상기 블로어 수용부(22)와 외부를 연통시키는 냉각용 공기 흡입구(24)가 형성되어 있다.

상기 냉각용 공기 흡입구(24)는, 상기 냉각용 공기 배출구(25)와 직선적으로 대응되는 위치에 형성되어 있다.

상기 냉각용 공기 흡입구(24)의 내면에는, 외부로부터 공기를 흡입하여 상기 블로어 수용부(22)로 유입시키는 냉각팬(26)이 장착되어 있다.

본 실시예에서는, 상기 냉각팬(26)으로서 비교적 작은 전력 소모 특성을 가진 직류(DC) 모터를 구비한 소형 팬이 사용되고 있다.

상기 후방 벽체(20e)의 좌단부는 상기 제3 본체(20c)에 탈착 가능하게 결합되고, 상기 후방 벽체(20e)의 우단부는 상기 제1 본체(20a)에 탈착 가능하게 결합된다.

상기 블로어 수용부(22)는, 상기 모터(12) 및 상기 베어링(미도시)과 같이 상기 블로어(10)의 발열부(heat source)를 수용하기 위한 공간으로서, 본 실시예에서는 상기 임펠러(11)를 포함하는 상기 블로어(10) 전체를 수용하고 있다.

상기 블로어 수용부(22)는, 상기 제1 수직 격벽(27)과 상기 제2 수직 격벽(28)과 상기 바닥 부재(29)와 상기 커버 부재(20d) 및 상기 후방 벽체(20e)가 협력하여 형성된다.

따라서, 상기 블로어 수용부(22)는, 상기 제1 공간부(S1)의 상단부와 상기 제3 공간부(S3)의 상단부 사이에 배치되어 있다.

상기 바닥 부재(29)의 하면에는, 인버터 수용 박스(20g)가 수평하게 배치되어 있다.

상기 인버터 수용 박스(20g)는, 직육면체 박스 부재로서 내부에는, 상기 인버터(H)를 포함한 전장품이 설치되는 인버터 수용부(23)가 마련되어 있다.

상기 인버터 수용부(23)는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 블로어 수용부(22)의 하측에 배치되고, 상기 제2 공간부(S2)는 상기 인버터 수용부(23)의 하측에 배치되어 있다.

상기 인버터 수용부(23)의 바닥면에는 사각형 구멍으로서 상기 제2 공간부(S2)와 연통되어 있는 제4 관통공(231)이 형성되어 있다.

따라서, 상기 제1 공간부(S1)와 상기 제2 공간부(S2) 및 상기 제3 공간부(S3)에 의하여, 상기 기체 흡입구(21)로부터 상기 블로어 흡입구(13)까지 연결되어 있는 기체 유로(R)가 형성된다.

본 실시예에서 상기 기체 유로(R)는, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 기체 흡입구(21)로부터 상기 블로어 흡입구(13)까지 "U"자 형태로 절곡되어 있다.

본 실시예에서 상기 기체 유로(R)는, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 기체 유로(R)를 따라 유동하는 기체의 열이 상기 케이스(20)에 전도되어 외부로 배출될 수 있도록, 상기 케이스(20)의 내부 공간의 가장 외곽에 배치되어 있다.

그리고, 상기 블로어 수용부(22)는 상기 기체 유로(R)와 공간적으로 분리되어 있으므로, 상기 블로어(10)의 발열부에 의하여 가열된 공기가 상기 기체 유로(R)로 침투할 수 없는 기밀 구조를 가진다.

상기 인버터(H)는, 상기 모터(12)의 속도를 제어하기 위한 고속의 전류 파형을 만들어서 상기 모터(12)로 공급하는 장치로서, 절연 게이트 쌍극성 트랜지스터(IGBT; Insulated Gate Bipolar Transistor)라는 발열 부품을 포함하고 있다.

상기 절연 게이트 쌍극성 트랜지스터(IGBT)는, 고속의 전류 파형을 만드는 전기 소자로서, 전기적 스위칭(Switching)에 의한 다량의 열이 발생하게 되며, 이러한 발열량은 스위칭 주파수에 비례하여 증가하게 된다. 상기 절연 게이트 쌍극성 트랜지스터(IGBT)는 사용 온도의 제한이 있기 때문에, 상기 모터(12)의 지속적인 운용을 위해서는 상기 절연 게이트 쌍극성 트랜지스터(IGBT)의 지속적인 냉각이 필요하다.

상기 냉각 부재(30)는, 상기 인버터(H)를 공기에 의하여 냉각하기 위한 금속 부재로서, 기초부(31)와 냉각핀(32)을 포함한다.

상기 기초부(31)는, 금속 평판 부재로서, 상면이 상기 인버터(H)의 하면과 결합되어 있다.

상기 냉각핀(32)은, 상기 기초부(31)로부터 하방으로 돌출되어 있는 사각 판형 부재로서, 도 5에 도시된 바와 같이 좌우로 길게 연장되어 있으며, 도 7에 도시된 바와 같이 복수 개 마련되어 미리 정한 간격만큼 이격된 상태로 배열되어 있다.

상기 냉각핀(32)의 상단부는 상기 기초부(31)의 하면에 결합되어 있으며, 상기 냉각핀(32)의 하단부는 상기 인버터 수용 박스(20g)의 제4 관통공(231)을 통하여 하방으로 노출됨으로써, 상기 제2 공간부(S2)의 바닥에 접촉한다.

본 실시예에서 상기 냉각 부재(30)의 하단부는 상기 받침대(20f)의 상면과 접촉함으로써, 상기 냉각 부재(30)로부터 상기 받침대(20f)로 열이 직접 전도되어 외부로 배출될 수 있다.

상기 냉각핀(32)들 중 인접한 냉각핀(32)들 사이의 공간들을 통하여 기체가 유동하게 되며, 상기 인접한 냉각핀(32)들에 의하여 형성되는 상기 제2 공간부(S2)의 기체 유로(R)가 기본 유로(R1)가 된다.

상기 기본 유로(R1)는, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 제2 공간부(S2)의 중앙부에 위치하며, 상기 냉각 부재(30)의 상류 측과 하류 측 사이의 압력손실과 무관하게 상기 기체가 지나갈 수 있도록 항상 개방되어 있다.

상기 제2 공간부(S2)의 기본 유로(R1) 좌우에는 추가 유로(R2)가 각각 형성되어 있으며, 상기 기본 유로(R1)와 추가 유로(R2)는 내부 기체가 혼합되지 않도록 공간적으로 격리되어 있다.

상기 추가 유로(R2)는, 상기 냉각 부재(30)의 상류 측과 하류 측 사이의 압력손실이 미리 정한 값 이상일 때만 상기 기체가 지나가도록 허용하는 유로이다.

즉, 상기 제2 공간부(S2)의 기체 유로(R)는, 도 8에 도시된 바와 같이 중앙부의 기본 유로(R1)와 상기 기본 유로(R1)의 좌우에 배치된 한 쌍의 추가 유로(R2)로 이루어져 있다.

상기 유량 조절 유닛(40)은, 상기 냉각 부재(30)의 상류 측과 하류 측 사이의 압력손실이 미리 정한 값 이상일 때에만 상기 추가 유로(R2)를 자동적으로 개방하는 장치로서, 유량 조절판(41)과, 탄성 부재(42)와, 중량 부재(43)를 포함하고 있다.

상기 유량 조절 유닛(40)은, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 상기 냉각 부재(30)의 하류 측에 위치한 추가 유로(R2)에 장착되어 있다.

상기 유량 조절판(41)은, 도 9에 도시된 바와 같이 사각 평판 부재로서, 상단부가 회전 운동 가능하게 상기 제2 관통공(212)의 상단부에 결합되어 있다.

상기 유량 조절판(41)은, 상기 제2 관통공(212)의 상단부에 위치한 회전 중심(C1)을 중심으로,상기 추가 유로(R2)를 개방하는 개방 위치와 상기 추가 유로(R2)를 폐쇄하는 폐쇄 위치 사이에서 회전 운동 가능하다.

상기 탄성 부재(42)는, 상기 유량 조절판(41)을 상기 폐쇄 위치로 탄성적으로 바이어스시키는 바이어스 수단으로서, 본 실시예에서는 상기 회전 중심(C1)에 장착된 토션 스프링이 사용되고 있다.

상기 중량 부재(43)는, 상기 유량 조절판(41)을 상기 폐쇄 위치로 중력에 의하여 바이어스시키는 바이어스 수단으로서, 막대부(431)와 중량추(432)를 포함하고 있다.

상기 막대부(431)는, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 유량 조절판(41)으로부터 좌측으로 길게 돌출된 막대이다.

상기 중량추(432)는, 미리 정한 질량을 가진 금속 추로서, 상기 막대부(431)의 말단부에 결합되어 있다.

따라서, 상기 냉각 부재(30)의 상류 측과 하류 측 사이의 압력손실이 미리 정한 값 이상으로 증가하여, 도 9에 도시된 바와 같은 기체 압력(P)이 미리 정한 값 이상으로 증가하게 되면, 도 10에 도시된 바와 같이 상기 기체 압력(P)에 의하여 상기 유량 조절판(41)이 개방 위치로 회전하여, 상기 추가 유로(R2)가 개방된다.

이때, 상기 기체 압력(P)은 상기 탄성 부재(42) 및 중량 부재(43)의 탄성력이나 중력을 상쇄시킬 수 있을 정도의 값을 가진다.

반대로, 상기 냉각 부재(30)의 상류 측과 하류 측 사이의 압력손실이 미리 정한 값 미만일 때에는, 도 9에 도시된 바와 같은 기체 압력(P)이 미리 정한 값 이하를 가지게 되어, 상기 유량 조절판(41)이 폐쇄 위치를 유지하게 된다.

이때, 상기 기체 압력(P)은 상기 탄성 부재(42) 및 중량 부재(43)의 탄성력이나 중력을 상쇄시킬 수 있는 값보다 작은 값을 가진다.

이하에서는, 상술한 구성의 송풍 시스템(100)이 작동하는 작동 원리의 일례를 설명하기로 한다.

먼저 상기 모터(12)가 구동되면 상기 임펠러(11)가 고속으로 회전하게 되고, 이렇게 상기 임펠러(11)가 회전하게 되면, 상기 임펠러(11)가 발생시키는 흡입력에 의하여 상기 기체가 상기 기체 유로(R)를 유동하게 된다.

상기 기체의 전체적인 흐름 경로를 살펴보면, 도 5에 도시된 바와 같이 외부에 있던 기체가 상기 기체 흡입구(21)를 통하여 상기 제1 공간부(S1)의 내부로 유입되고, 상기 제1 공간부(S1)으로 유입된 기체는 아래로 하강한 후 상기 제1 관통공(211)을 통하여 상기 제2 공간부(S2)의 우단부로 진입하게 된다.

상기 제2 공간부(S2)로 진입한 기체는, 상기 기본 유로(R1)를 통하여 유동하면서 상기 냉각 부재(30)의 냉각핀(32)을 냉각시키게 된다. 이때, 상기 냉각 부재(30)의 상류 측과 하류 측 사이의 압력손실이 미리 정한 값 미만일 때에는, 상기 유량 조절판(41)이 폐쇄 위치를 유지하므로, 상기 제2 공간부(S2)로 진입한 기체 전부가 상기 기본 유로(R1)만을 통하여 유동하게 된다.

반대로, 상기 냉각 부재(30)의 상류 측과 하류 측 사이의 압력손실이 미리 정한 값 이상으로 증가하면, 도 10에 도시된 바와 같이 상기 유량 조절판(41)이 회전하여 상기 추가 유로(R2)가 개방되므로, 상기 제2 공간부(S2)로 진입한 기체의 대부분은 상기 기본 유로(R1)를 통하여 유동하고, 상기 제2 공간부(S2)로 진입한 기체의 일부분은 상기 추가 유로(R2)를 통하여 유동하게 된다.

즉, 상기 기본 유로(R1)만으로는 충분한 기체가 상기 블로어(10)에 공급되지 못하는 상황에서는 상기 추가 유로(R2)가 자동적으로 개방되어 추가적인 기체가 상기 블로어(10)에 공급되는 구조이다.

이렇게 상기 제2 공간부(S2)를 지나온 기체는, 상기 제2 관통공(212)을 통하여 상기 제3 공간부(S3)로 진입하고, 상기 제3 공간부(S3)로 진입한 기체는 상승하여 상기 제3 관통공(213)을 통하여 상기 블로어 흡입구(13)로 유입된다.

이렇게 상기 블로어 흡입구(13)로 유입된 기체는 상기 임펠러(11)에 의하여 압축된 후 상기 블로어 송풍구(14)를 통하여 외부로 배출된다.

한편, 상기 냉각용 공기 흡입구(24)로 유입된 공기는 상기 냉각용 공기 배출구(25)를 통하여 외부로 배출되는데, 이 과정에서 상기 블로어(10)의 주요 발열부를 형성하는 상기 모터(12) 및 상기 베어링(미도시)가 냉각된다.

상술한 구성의 송풍 시스템(100)은, 기체가 흡입되는 블로어 흡입구(13); 상기 블로어 흡입구(13)를 통하여 유입된 기체를 압축하는 임펠러(11); 상기 임펠러(11)에 의하여 압축된 상기 기체가 외부로 배출되는 블로어 송풍구(14);를 구비하는 블로어(10); 상기 블로어(10)의 발열부를 수용하는 블로어 수용부(22); 외부로부터 상기 기체가 흡입되는 기체 흡입구(21); 상기 기체 흡입구(21)로부터 상기 블로어 흡입구(13)까지 연결되어 있는 기체 유로(R); 인버터(H)를 포함한 전장품이 설치되는 인버터 수용부(23);를 구비하는 케이스(20); 상기 인버터(H)를 공기에 의하여 냉각하기 위한 부재로서, 일단부는 상기 인버터(H)와 결합되어 있으며 타단부는 상기 기체 유로(R)에 노출되어 있는 냉각 부재(30);를 포함하며, 상기 블로어 수용부(22)는 상기 기체 유로(R)와 공간적으로 분리되어 있으며, 상기 임펠러(11)가 발생시키는 흡입력에 의하여 상기 기체가 상기 기체 유로(R)를 유동하며, 상기 냉각 부재(30)가 상기 기체에 의하여 냉각되므로, 인버터(H)를 냉각하기 위한 별도의 냉각팬을 구비하지 않고서도, 상기 임펠러(11)의 흡입력으로 발생되는 기체 유동만으로 상기 인버터(H)를 신속하게 냉각시킬 수 있고, 사용 수명이 짧고 고장이 잦은 냉각팬을 사용하지 않으므로 전체적인 제품 수명이 증가하는 장점이 있다.

그리고 상기 송풍 시스템(100)은, 상기 냉각 부재(30)가, 상기 인버터(H)와 결합되는 기초부(31); 상기 기초부(31)로부터 돌출되어 있으며 미리 정한 간격만큼 서로 이격된 상태로 복수 개 나열되어 있는 냉각핀(32);을 구비하므로, 기체와 접촉하는 표면적이 넓어져 냉각 효율이 증가하는 장점이 있다.

또한 상기 송풍 시스템(100)은,상기 기체 유로(R)가, 상기 기체 흡입구(21)와 연통되어 있는 제1 공간부(S1); 상기 냉각 부재(30)의 타단부와 연통되어 있는 제2 공간부(S2); 상기 블로어 흡입구(13)와 연통되어 있는 제3 공간부(S3);를 포함하므로, 상기 기체 유로(R)의 길이를 증가시키고 복잡하게 절곡시키기 용이하다는 장점이 있다.

그리고 상기 송풍 시스템(100)은, 상기 블로어 수용부(22)가, 상기 제1 공간부(S1)와 상기 제3 공간부(S3) 사이에 배치되며, 상기 인버터 수용부(23)는 상기 블로어 수용부(22)의 하측에 배치되고, 상기 제2 공간부(S2)는 상기 인버터 수용부(23)의 하측에 배치되어 있으며, 상기 기체 유로(R)가 "U"자 형태로 절곡되어 있으므로, 상기 냉각 부재(30)가 배치되는 제2 공간부(S2)를 상기 케이스(20)의 최하단 외곽에 배치하여 냉각 효율을 증가시킬 수 있으며, 상기 기체 유로(R)의 말단부에 위치한 블로어 흡입구(13) 근처에서 발생하는 난류 소음이 상기 기체 유로(R)를 통하여 외부로 거의 배출되지 않는 장점이 있다.

또한 상기 송풍 시스템(100)은, 상기 블로어 수용부(22)의 일면에 형성된 냉각용 공기 흡입구(24); 상기 블로어 수용부(22)의 타면에 형성된 냉각용 공기 배출구(25); 상기 냉각용 공기 흡입구(24)와 상기 냉각용 공기 배출구(25) 중 적어도 하나에 장착되며, 외부로부터 공기를 상기 블로어 수용부(22)로 유입시키는 냉각팬(26);을 포함하고, 상기 블로어 수용부(22)는 상기 기체 유로(R)와 공간적으로 분리되어 있으므로, 상기 블로어(10)의 주요 발열부를 형성하는 상기 모터(12) 및 상기 베어링(미도시)에 의하여 가열된 공기가 상기 기체 유로(R)에 침투하여 상기 블로어(10)의 성능을 저하시키지 않으며, 상기 모터(12) 및 상기 베어링(미도시)에 의하여 가열된 공기가 신속하게 외부로 배출시킬 수 있는 장점이 있다.

그리고 상기 송풍 시스템(100)은, 상기 제2 공간부(S2)가, 상기 냉각 부재(30)의 상류 측과 하류 측 사이의 압력손실과 무관하게 상기 기체가 지나가는 기본 유로(R1); 상기 냉각 부재(30)의 상류 측과 하류 측 사이의 압력손실이 미리 정한 값 이상일 때만 상기 기체가 지나가는 추가 유로(R2);를 구비하므로, 상기 임펠러(11)에 의하여 흡입되는 기체의 유량이 증가할 경우에는 상기 추가 유로(R2)가 개방되어, 상기 냉각 부재(30)의 상류 측과 하류 측 사이의 압력손실이 과도하게 증가하는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한 상기 송풍 시스템(100)은, 상기 추가 유로(R2)에는, 상기 냉각 부재(30)의 상류 측과 하류 측 사이의 압력손실이 미리 정한 값 이상일 때에는 상기 추가 유로(R2)를 자동적으로 개방하고, 상기 냉각 부재(30)의 상류 측과 하류 측 사이의 압력손실이 미리 정한 값 미만일 때에는 상기 추가 유로(R2)를 자동적으로 폐쇄하는 유량 조절 유닛(40)이 장착되어 있으므로, 작업자가 별도로 조작하지 않더라도 상기 추가 유로(R2)의 자동적 개폐가 가능하다는 장점이 있다.

그리고 상기 송풍 시스템(100)은, 상기 유량 조절 유닛(40)이, 상기 추가 유로(R2)를 개방하는 개방 위치와 상기 추가 유로(R2)를 폐쇄하는 폐쇄 위치 사이에서 회전 운동 가능한 유량 조절판(41); 상기 유량 조절판(41)을 탄성적으로 또는 중력적으로 상기 폐쇄 위치로 바이어스시키는 바이어스 수단(42, 43)을 구비하므로, 상기 냉각 부재(30)의 상류 측과 하류 측 사이의 압력손실이 미리 정한 값 미만일 때 상기 추가 유로(R2)가 폐쇄 위치에서 안정적으로 위치 고정될 수 있는 장점이 있다.

또한 상기 송풍 시스템(100)은, 상기 냉각 부재(30)의 하단부가 상기 케이스(20)의 받침대(20f)와 접촉하므로, 상기 냉각 부재(30)로부터 상기 케이스(20)로 열이 전도되어 외부로 신속하게 배출될 수 있는 장점이 있다.

그리고 상기 송풍 시스템(100)은, 상기 기체 유로(R)가 상기 케이스(20)의 내부 공간의 외곽에 배치되어 있으므로, 상기 기체 유로(R)를 따라 유동하는 기체의 열이 상기 케이스(20)에 전도되어 외부로 신속하게 배출될 수 있는 장점이 있다.

본 실시예에서는, 상기 바이어스 수단으로 상기 탄성 부재(42) 및 중량 부재(43)가 모두 사용되고 있으나, 상기 탄성 부재(42) 및 중량 부재(43) 중에 어느 하나만이 사용될 수도 있음은 물론이다.

이상으로 본 발명을 설명하였는데, 본 발명의 기술적 범위는 상술한 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것은 아니며, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 수정 또는 변경된 등가의 구성은 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 것임은 명백하다.

＊ 도면의 주요부위에 대한 부호의 설명 ＊
100: 송풍 시스템 10: 블로어
11: 임펠러 12: 모터
13: 블로어 흡입구 14: 블로어 송풍구
15: 모터 냉각용 공기 흡입구 20: 케이스
20a: 제1 본체 20b: 제2 본체
20c: 제3 본체 20d: 커버 부재
20e: 후방 벽체 20f: 받침대
20g: 인버터 수용 박스 21: 기체 흡입구
22: 블로어 수용부 23: 인버터 수용부
24: 냉각용 공기 흡입구 25: 냉각용 공기 배출구
26: 냉각팬 27: 제1 수직 격벽
28: 제2 수직 격벽 29: 바닥 부재
30: 냉각 부재 31: 기초부
32: 냉각핀 40: 유량 조절 유닛
41: 유량 조절판 42: 탄성 부재
43: 중량 부재 121: 모터 냉각핀
211: 제1 관통공 212: 제2 관통공
213: 제3 관통공 214 : 필터
231: 제4 관통공 431: 막대부
432: 중량추 C1: 회전 중심
H : 인버터 R1: 기본 유로
R2: 추가 유로 S1: 제1 공간부
S2: 제2 공간부 S3: 제3 공간부

Claims

공기 등의 기체를 압축하여 외부로 공급하는 송풍 시스템으로서,
상기 기체가 흡입되는 블로어 흡입구; 상기 블로어 흡입구를 통하여 유입된 기체를 압축하는 임펠러; 상기 임펠러에 의하여 압축된 상기 기체가 외부로 배출되는 블로어 송풍구;를 구비하는 블로어;
상기 블로어의 발열부를 수용하는 블로어 수용부; 외부로부터 상기 기체가 흡입되는 기체 흡입구; 상기 기체 흡입구로부터 상기 블로어 흡입구까지 연결되어 있는 기체 유로; 인버터를 포함한 전장품이 설치되는 인버터 수용부;를 구비하는 케이스;
상기 인버터를 공기에 의하여 냉각하기 위한 부재로서, 일단부는 상기 인버터와 결합되어 있으며 타단부는 상기 기체 유로에 노출되어 있는 냉각 부재;
를 포함하며,
상기 블로어 수용부가 상기 기체 유로와 공간적으로 분리됨으로써, 상기 블로어의 발열부에 의하여 가열된 기체가 상기 블로어 수용부로부터 상기 기체 유로로 침투할 수 없으며, 상기 임펠러가 발생시키는 흡입력에 의하여 상기 기체가 상기 기체 유로를 유동하면서 상기 냉각 부재를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 송풍 시스템
제 1항에 있어서,
상기 냉각 부재는, 상기 인버터와 결합되는 기초부; 상기 기초부로부터 돌출되어 있으며 미리 정한 간격만큼 서로 이격된 상태로 복수 개 나열되어 있는 냉각핀;을 구비하는 것을 특징으로 하는 송풍 시스템
제 1항에 있어서,
상기 기체 유로는, 상기 기체 흡입구와 연통되어 있는 제1 공간부; 상기 냉각 부재의 타단부와 연통되어 있는 제2 공간부; 상기 블로어 흡입구와 연통되어 있는 제3 공간부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 송풍 시스템
제 3항에 있어서,
상기 블로어 수용부는 상기 제1 공간부와 상기 제3 공간부 사이에 배치되며, 상기 인버터 수용부는 상기 블로어 수용부의 하측에 배치되고, 상기 제2 공간부는 상기 인버터 수용부의 하측에 배치되어 있으며,
상기 기체 유로는, "U"자 형태로 절곡되어 있는 것을 특징으로 하는 송풍 시스템
제 1항에 있어서,
상기 블로어 수용부의 일면에 형성된 냉각용 공기 흡입구; 상기 블로어 수용부의 타면에 형성된 냉각용 공기 배출구; 상기 냉각용 공기 흡입구와 상기 냉각용 공기 배출구 중 적어도 하나에 장착되며, 외부로부터 공기를 상기 블로어 수용부로 유입시키는 냉각팬;을 포함하는 것을 특징으로 하는 송풍 시스템
제 3항에 있어서,
상기 제2 공간부는, 상기 냉각 부재의 상류 측과 하류 측 사이의 압력손실과 무관하게 상기 기체가 지나가는 기본 유로; 상기 냉각 부재의 상류 측과 하류 측 사이의 압력손실이 미리 정한 값 이상일 때만 상기 기체가 지나가는 추가 유로;를 구비하는 것을 특징으로 하는 송풍 시스템
제 6항에 있어서,
상기 추가 유로에는, 상기 냉각 부재의 상류 측과 하류 측 사이의 압력손실이 미리 정한 값 이상일 때에는 상기 추가 유로를 자동적으로 개방하고, 상기 냉각 부재의 상류 측과 하류 측 사이의 압력손실이 미리 정한 값 미만일 때에는 상기 추가 유로를 자동적으로 폐쇄하는 유량 조절 유닛이 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 송풍 시스템
제 7항에 있어서,
상기 유량 조절 유닛은, 상기 추가 유로를 개방하는 개방 위치와 상기 추가 유로를 폐쇄하는 폐쇄 위치 사이에서 회전 운동 가능한 유량 조절판; 상기 유량 조절판을 탄성적으로 또는 중력적으로 상기 폐쇄 위치로 바이어스시키는 바이어스 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 송풍 시스템
제 1항에 있어서,
상기 냉각 부재의 타단부가 상기 케이스와 접촉함으로써, 상기 냉각 부재로부터 상기 케이스로 열이 전도되어 외부로 배출될 수 있는 것을 특징으로 하는 송풍 시스템
제 1항에 있어서,
상기 기체 유로는, 상기 기체 유로를 따라 유동하는 기체의 열이 상기 케이스에 전도되어 외부로 배출될 수 있도록, 상기 케이스의 내부 공간의 외곽에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 송풍 시스템