KR101879124B1 - 송풍기 및 상기 송풍기를 포함하는 송풍 시스템 - Google Patents

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김권태
최진구
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한국산업기술대학교산학협력단
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Abstract

일 실시예에 따른 송풍기는, 정면을 통해 외기가 흡입되도록 마련된 벨마우스; 상기 벨마우스의 후면에 삽입되어 상기 벨마우스에서 흡입된 외기를 외부로 배출시키는 임펠러; 및 상기 임펠러의 중심축에 장착되어 상기 임펠러에 회전력을 전달하는 모터;를 포함하고, 상기 모터는 상기 임펠러의 후면에 삽입 결합되며, 상기 모터의 일단은 상기 임펠러 내에 배치되고, 상기 모터의 타단은 상기 임펠러의 후면으로부터 외부에 노출될 수 있다.

Description

송풍기 및 상기 송풍기를 포함하는 송풍 시스템{BLOWER AND BLOWING SYSTEM INCLUDING THE SAME}
본 발명은 송풍기 및 상기 송풍기를 포함하는 송풍 시스템에 관한 것으로서, 임펠러 내에 모터가 삽입 설치된 송풍기 및 상기 송풍기를 포함하는 송풍 시스템에 관한 것이다.
송풍기란 공기의 유동을 일으키는 기계 장치를 말하는 것으로, 가정에서는 공기 청정기, 선풍기 등에 사용되고, 공업적으로는 공기 조화 시스템, 각종 흡배기 시스템 등에 사용된다.
송풍기는 임펠러(impeller)를 통과하는 유동의 특성에 따라, 축류형 송풍기, 원심형 송풍기, 혼합류형 송풍기로 분류될 수 있다.
송풍기는 사용 목적에 맞게 대응하기 위해 폭넓은 풍량과 정압 범위를 커버할 필요가 있어, 소비전력을 저감하기 위해서 풍량, 정압 및 적용 모터에 따라 송풍기 날개의 외경이나 출구각의 주요 제원을 선정하고 있다.
예를 들어, 2015년 7월 10일에 출원된 KR 10-2015-0098101호에는 '송풍기 및 이를 갖는 공기조화기'에 대하여 개시되어 있다.
일 실시예에 따른 목적은 송풍 효율을 향상시키고 소음 및 에너지 손실을 최소화할 수 있는 송풍기 및 상기 송풍기를 포함하는 송풍 시스템을 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 환경에 따른 스마트 제어가 가능하고, 중앙처리부를 통해 광범위하고 효율적인 제어가 가능하며, BLCD 모터에 의해 정밀 제어가 가능한 송풍기 및 상기 송풍기를 포함하는 송풍 시스템을 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 유지 보수가 용이하고, 설치 비용 및 자재 비용을 감소시킬 수 있는 송풍기 및 상기 송풍기를 포함하는 송풍 시스템을 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 소형화가 가능하여 설치 공간을 절약할 수 있고, 주변 환경에 따라서 분리 설치 가능하여 설치 유동성이 향상될 수 있는 송풍기 및 상기 송풍기를 포함하는 송풍 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 송풍기는, 정면을 통해 외기가 흡입되도록 마련된 벨마우스; 상기 벨마우스의 후면에 삽입되어 상기 벨마우스에서 흡입된 외기를 외부로 배출시키는 임펠러; 및 상기 임펠러의 중심축에 장착되어 상기 임펠러에 회전력을 전달하는 모터;를 포함하고, 상기 모터는 상기 임펠러의 후면에 삽입 결합되며, 상기 모터의 일단은 상기 임펠러 내에 배치되고, 상기 모터의 타단은 상기 임펠러의 후면으로부터 외부에 노출될 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 임펠러의 직경에 대한 상기 벨마우스와 상기 임펠러의 이격 거리의 비율(s/D)은 0.4% 이상 및 1.4% 이하이며, 상기 임펠러의 직경에 대한 상기 임펠러의 상기 벨마우스 내 삽입 길이의 비율(x/D)은 -0.8% 이상 및 0.6% 이하로 될 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 임펠러는 후곡형 블레이드를 포함하고, 상기 후곡형 블레이드에는 적어도 하나의 절곡 부분이 형성되며, 상기 후곡형 블레이드의 단부에는 적어도 하나의 홈이 형성될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 송풍 시스템은, 제1 임펠러 및 상기 제1 임펠러 내에 삽입 결합된 제1 모터를 포함하는 제1 송풍기; 제2 임펠러 및 상기 제2 임펠러 내에 삽입 결합된 제2 모터를 포함하는 제2 송풍기; 및 상기 제1 송풍기 및 상기 제2 송풍기의 작동을 제어하는 중앙처리부;를 포함하고, 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터는 BLDC 모터로 마련될 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 제1 송풍기는, 상기 제1 모터의 작동을 제어하는 제1 제어기;를 더 포함하고, 상기 제2 송풍기는, 상기 제2 모터의 작동을 제어하는 제2 제어기;를 더 포함하며, 상기 중앙처리부는 상기 제1 제어기 및 상기 제2 제어기에 대하여 개별적으로 제어 신호를 전달할 수 있다.
일 실시예에 따른 송풍기 및 상기 송풍기를 포함하는 송풍 시스템에 의하면, 송풍 효율을 향상시키고 소음 및 에너지 손실을 최소화할 수 있다.
일 실시예에 따른 송풍기 및 상기 송풍기를 포함하는 송풍 시스템에 의하면, 환경에 따른 스마트 제어가 가능하고, 중앙처리부를 통해 광범위하고 효율적인 제어가 가능하며, BLCD 모터에 의해 정밀 제어가 가능하다.
일 실시예에 따른 송풍기 및 상기 송풍기를 포함하는 송풍 시스템에 의하면, 유지 보수가 용이하고, 설치 비용 및 자재 비용을 감소시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 송풍기 및 상기 송풍기를 포함하는 송풍 시스템에 의하면, 소형화가 가능하여 설치 공간을 절약할 수 있고, 주변 환경에 따라서 분리 설치 가능하여 설치 유동성이 향상될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 송풍기를 도시한다.
도 2는 임펠러를 도시한다.
도 3(a) 및 (b)는 후곡형 블레이드를 도시한다.
도 4(a) 및 (b)는 벨마우스와 임펠러의 결합 모습 및 s/D에 대한 그래프를 도시한다.
도 5(a) 및 (b)는 벨마우스와 임펠러의 결합 모습 및 x/D에 대한 그래프를 도시한다.
도 6은 일 실시예에 따른 송풍 시스템을 도시한다.
도 7은 복수 개의 송풍기 중 어느 하나에 이상이 생긴 모습을 도시한다.
도 8은 일 실시예에 따른 송풍 시스템에서 작동이 제어되는 과정을 나타내는 플로우차트이다.
이하, 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시예에 기재한 설명은 다른 실시예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 송풍기를 도시하고, 도 2는 임펠러를 도시하고, 도 3(a) 및 (b)는 후곡형 블레이드를 도시하고, 도 4(a) 및 (b)는 벨마우스와 임펠러의 결합 모습 및 s/D에 대한 그래프를 도시하고, 도 5(a) 및 (b)는 벨마우스와 임펠러의 결합 모습 및 x/D에 대한 그래프를 도시한다.
도 1을 참조하여, 일 실시예에 따른 송풍기(100)는 벨마우스(bellmouth; 110), 임펠러(120), 모터(130) 및 지지 프레임(140)을 포함할 수 있다.
상기 벨마우스(110)는 외기가 흡입되는 흡입 노즐(inlet nozzle)로서, 벨마우스(110)의 정면을 통해 외기가 흡입되고 벨마우스(110)의 후면을 통해 임펠러(120) 내에 외기가 전달될 수 있다.
이때, 벨마우스(110)는 공기의 속도와 압력을 적정 속도 및 압력으로 조절할 수 있도록 정면으로부터 후면을 향하여 직경이 점차 작아지도록 형성될 수 있다.
상기 벨마우스(110)의 후면에는 임펠러(120)가 삽입될 수 있다.
이때, 임펠러(120)는 예를 들어 플러그 팬(Plug fan)으로 마련되어, 벨마우스(110)에서 흡입된 외기를 외부에 배출시킬 수 있다.
특히, 도 2를 참조하여, 임펠러(120)는 후곡형 블레이드(122)를 포함할 수 있다.
상기 후곡형 블레이드(122)는 블레이드의 단부가 임펠러(120)의 회전방향의 뒤쪽으로 굽은 것으로서, 일반적으로 효율이 높고 고속에서도 비교적 정숙한 운전을 할 수 있는 것으로 터보형 송풍기(TURBO FAN)에 적용될 수 있다.
또한, 도 3(a) 및 (b)를 참조하여, 후곡형 블레이드(122)에는 적어도 하나의 절곡 부분(1222)이 형성될 수 있다.
예를 들어, 도 3(a)에 도시된 바와 같이 후곡형 블레이드(122)에는 하나의 절곡 부분(1222)이 형성되거나 도 3(b)에 도시된 바와 같이 후곡형 블레이드(122)에는 두 개의 절곡 부분(1222)이 형성될 수 있다. 이때, 적어도 하나의 절곡 부분(1222)에 의해 후곡형 블레이드(122)가 2등분 또는 3등분될 수 있다.
이와 같이 후곡형 블레이드(122)에 형성된 적어도 하나의 절곡 부분(1222)에 의해 후곡형 블레이드(122)의 곡률이 다수개로 변화되어 임펠러(122) 내 후곡형 블레이드(122)에 의한 와류 발생을 억제시킬 수 있다.
계속 도 3(a) 및 (b)를 참조하여, 후곡형 블레이드(122)의 단부에는 적어도 하나의 홈(1224)이 형성될 수 있다. 도면에는 세 개의 홈(1224)이 마련된 것으로 도시되었으나, 홈(1224)의 개수는 이에 국한되지 아니하고 다양한 개수로 마련될 수 있다.
이와 같이 후곡형 블레이드(122)의 단부에 적어도 하나의 홈(1224)이 형성됨으로써 임펠러(120) 작동 시 소음을 감소시킬 수 있다.
전술된 바와 같이 후곡형 블레이드(122)의 형상 최적화를 통하여 임펠러(120)의 효율, 결국 송풍기(100)의 효율을 극대화시킬 수 있다.
한편, 도 4 및 5를 참조하여, 벨마우스(110)와 임펠러(120)의 상관관계를 개선함으로써 송풍기(100)의 효율을 개선할 수 있다.
구체적으로, 도 4(a) 및 (b)를 참조하여, 임펠러(120)의 직경(D) 및 벨마우스(110)와 임펠러(120)의 이격 거리(s)의 비율은 0.4% 이상 및 1.4% 이하로 될 수 있다.
예를 들어, 도 4(a)에는 벨마우스(110)와 임펠러(120)가 중심축을 기준으로 상부만 도시되었으나, 중심축을 기준으로 하부에 대칭되게 형성될 수 있음은 당연하다.
이때, 벨마우스(110)와 임펠러(120)의 이격 거리(s)는 벨마우스(110)의 후면 직경 및 임펠러(120)의 정면 직경 간의 차이를 가리킬 수 있다.
특히, 도 4(b)를 참조하여, ①은 임펠러(120)의 직경(D)에 대한 벨마우스(110)와 임펠러(120)의 이격 거리(s)의 비율(s/D)이 0.4%인 경우이고, ②는 임펠러(120)의 직경(D)에 대한 벨마우스(110)와 임펠러(120)의 이격 거리(s)의 비율(s/D)이 1%인 경우이며, ③은 임펠러(120)의 직경(D)에 대한 벨마우스(110)와 임펠러(120)의 이격 거리(s)의 비율(s/D)이 1.4%인 경우를 나타내고, 각각의 경우에 유량과 효율의 관계 및 유량과 정압 증가량의 관계를 나타낸다.
이때, 임펠러(120)의 직경(D)에 대한 벨마우스(110)와 임펠러(120)의 이격 거리(s)의 비율(s/D)이 0.4%인 경우 동일 유량에서 최대 효율이 되고, 임펠러(120)의 직경(D)에 대한 벨마우스(110)와 임펠러(120)의 이격 거리(s)의 비율(s/D)이 1.4%인 경우 동일 유량에서 최소 효율이 되는 것을 알 수 있다.
또한, 임펠러(120)의 직경(D)에 대한 벨마우스(110)와 임펠러(120)의 이격 거리(s)의 비율(s/D)이 0.4%인 경우 동일 유량에서 정압 증가량이 가장 높고 임펠러(120)의 직경(D)에 대한 벨마우스(110)와 임펠러(120)의 이격 거리(s)의 비율(s/D)이 1.4%인 경우 동일 유량에서 정압 증가량이 가장 낮은 것을 알 수 있다.
이와 같이 임펠러(120)의 직경(D)에 대한 벨마우스(110)와 임펠러(120)의 이격 거리(s)의 비율(s/D)은 0.4% 이상 및 1.4% 이하, 특히 0.4%로 되는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 임펠러(120)의 직경(D)이 100cm인 경우 벨마우스(110)와 임펠러(120)의 이격 거리(s)가 0.4cm로 될 수 있다.
또한, 도 5(a) 및 (b)를 참조하여, 임펠러(120)의 직경(D) 및 임펠러(120)의 벨마우스(110) 내 삽입 길이(x)의 비율은 -0.8% 이상 및 0.6% 이하로 될 수 있다.
예를 들어, 도 5(a)에는 벨마우스(110)와 임펠러(120)가 중심축을 기준으로 상부만 도시되었으나, 중심축을 기준으로 하부에 대칭되게 형성될 수 있음은 당연하다.
이때, 임펠러(120)의 벨마우스(110) 내 삽입 길이(x)는 벨마우스(110)의 후면 내 임펠러(120)의 정면의 삽입 길이 또는 벨마우스(110)의 후면과 임펠러(120)의 정면이 서로 겹치는 길이를 가리킬 수 있다.
특히, 도 5(b)를 참조하여, ①은 임펠러(120)의 직경(D)에 대한 임펠러(120)의 벨마우스(110) 내 삽입 길이(x)의 비율(x/D)이 0.6%인 경우이고, ②는 임펠러(120)의 직경(D)에 대한 임펠러(120)의 벨마우스(110) 내 삽입 길이(x)의 비율(x/D)이 0%인 경우이며, ③은 임펠러(120)의 직경(D)에 대한 임펠러(120)의 벨마우스(110) 내 삽입 길이(x)의 비율(x/D)이 -0.8%인 경우를 나타내고, 각각의 경우에 유량과 효율의 관계 및 유량과 정압 증가량의 관계를 나타낸다.
특히, 임펠러(120)의 직경(D)에 대한 임펠러(120)의 벨마우스(110) 내 삽입 길이(x)의 비율(x/D)이 음수로 되는 경우는 임펠러(120)가 벨마우스(110) 내 삽입되지 않고 이격 배치된 것을 의미한다.
이때, 임펠러(120)의 직경(D)에 대한 임펠러(120)의 벨마우스(110) 내 삽입 길이(x)의 비율(x/D)이 0.6%인 경우 동일 유량에서 최대 효율이 되고, 임펠러(120)의 직경(D)에 대한 임펠러(120)의 벨마우스(110) 내 삽입 길이(x)의 비율(x/D)이 -0.8%인 경우 동일 유량에서 최소 효율이 되는 것을 알 수 있다.
또한, 임펠러(120)의 직경(D)에 대한 임펠러(120)의 벨마우스(110) 내 삽입 길이(x)의 비율(x/D)이 0.6%인 경우 동일 유량에서 정압 증가량이 가장 높고 임펠러(120)의 직경(D)에 대한 임펠러(120)의 벨마우스(110) 내 삽입 길이(x)의 비율(x/D)이 -0.8%인 경우 동일 유량에서 정압 증가량이 가장 낮은 것을 알 수 있다.
이와 같이 임펠러(120)의 직경(D)에 대한 임펠러(120)의 벨마우스(110) 내 삽입 길이(x)의 비율(x/D)은 -0.8% 이상 및 0.6% 이하, 특히 0.6%로 되는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 임펠러(120)의 직경(D)이 100cm인 경우 임펠러(120)의 벨마우스(110) 내 삽입 길이(x)가 0.6cm로 될 수 있다.
전술된 바와 같이 벨마우스(110) 및 임펠러(120)의 결합 관계를 통하여 벨마우스(110)와 임펠러(120)가 결합된 부분에서 와류 생성을 억제하여 임펠러(120)에 대한 공기 흡입 효율을 증가시킬 수 있으며, 보다 안정적으로 외기가 임펠러(120) 내에 전달될 수 있다. 결국, 이는 임펠러(120)의 효율을 개선하는 데 도움이 될 수 있다.
한편, 임펠러(120)의 중심축에는 모터(130)가 장착될 수 있다.
상기 모터(130)는 임펠러(120) 내 후곡형 블레이드(122)가 회전할 수 있도록 임펠러(120)에 회전력을 전달할 수 있다.
구체적으로, 모터(130)는 임펠러(120)의 후면을 통해 임펠러(120) 내에 삽입 결합될 수 있으며, 모터(130)의 일단은 임펠러(120) 내에 배치되고, 모터(130)의 타단은 임펠러(120)의 후면을 통해 외부에 노출될 수 있다.
이에 의해 임펠러(120) 및 모터(130)의 분리 또는 결합이 용이하여 임펠러(120) 및 모터(130)에 대한 유지 보수가 용이할 수 있으며, 일 실시예에 따른 송풍기(10)가 보다 단순화 및 소형화될 수 있다. 게다가 임펠러(120) 및 모터(130)가 직결형으로 마련되어 모터(130)에 의한 동력 손실을 최소화할 수 있다.
이때, 모터(130)는 예를 들어 BLDC 모터로 마련될 수 있으며, BLDC 모터는 보통 효율이 90% 이상이라는 점에서 일반적인 AC 모터에 비해 높은 효율을 나타낼 수 있다. 그리고 BLDC 모터는 동작 속도 범위가 광범위하고 동적 특성이 우수하다는 점에서 임펠러(120)의 작동 제어를 보다 정밀하게 수행할 수 있다.
한편, 다시 도 1을 참조하여, 벨마우스(110), 임펠러(120) 및 모터(130)의 하부에는 지지 프레임(140)이 배치될 수 있다.
이때, 지지 프레임(140) 상에 벨마우스(110), 임펠러(120) 및 모터(130)가 단단히 고정되어 임펠러(120)의 작동 시 진동 또는 소음을 방지할 수 있으며 임펠러(120)의 효율을 개선하는 데 도움이 될 수 있다.
이상 일 실시예에 따른 송풍기에 대하여 설명되었으며, 이하에서는 일 실시예에 따른 송풍기를 포함하는 송풍 시스템에 대하여 설명된다.
도 6은 일 실시예에 따른 송풍 시스템을 도시하고, 도 7은 복수 개의 송풍기 중 어느 하나에 이상이 생긴 모습을 도시하고, 도 8은 일 실시예에 따른 송풍 시스템에서 송풍기의 작동이 제어되는 과정을 나타내는 플로우차트이다.
도 6을 참조하여, 일 실시예에 따른 송풍 시스템(10)은 복수 개의 송풍기, 복수 개의 센서 및 중앙처리부(300)를 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 송풍기는 제1 송풍기(100a), 제2 송풍기(100b) 및 제3 송풍기(100c)를 포함할 수 있으며, 전술된 일 실시예에 따른 송풍기(100)에 대응될 수 있다.
여기에서는 복수 개의 송풍기가 제1 송풍기(100a), 제2 송풍기(100b) 및 제3 송풍기(100c)를 포함하는 것으로 도시되었으나, 복수 개의 송풍기의 개수는 이에 국한되지 아니하며 2개 이상의 다양한 개수로 마련될 수 있음은 당연하다.
이때, 제1 송풍기(100a)는 제1 임펠러(도 1의 120), 상기 제1 임펠러 내에 삽입 결합된 제1 모터(도 1의 130) 및 상기 제1 모터의 작동을 제어하기 위한 제1 제어기(LCU; 150a)를 포함할 수 있다.
제2 송풍기(100b)는 제2 임펠러(도 1의 120), 상기 제2 임펠러 내에 삽입 결합된 제2 모터(도 1의 130) 및 상기 제2 모터의 작동을 제어하기 위한 제2 제어기(150b)를 포함할 수 있다.
제3 송풍기(100c)는 제3 임펠러(도 1의 120), 상기 제3 임펠러 내에 삽입 결합된 제3 모터(도 1의 130) 및 상기 제3 모터의 작동을 제어하기 위한 제3 제어기(150c)를 포함할 수 있다.
제1 송풍기(100a), 제2 송풍기(100b) 및 제3 송풍기(100c)에서 제1 모터, 제2 모터 및 제3 모터가 전술된 바와 같이 BLCD 모터로 마련됨으로써, 제1 제어기(150a), 제2 제어기(150b) 및 제3 제어기(150c)를 통해 개별적으로 작동이 제어될 수 있다.
또한, 제1 제어기(150a), 제2 제어기(150b) 및 제3 제어기(150c)는 PID 제어(proportional integral derivative control) 제어 또는 FOC 제어(Field Oriented Control)에 기반될 수 있다.
한편, 주위 환경에는 복수 개의 센서가 배치될 수 있다.
예를 들어 복수 개의 센서는 제1 센서(20Oa), 제2 센서(200b) 및 제3 센서(200c)를 포함할 수 있다.
이때 제1 센서(20Oa), 제2 센서(200b) 및 제3 센서(200c)는 동일한 센서로 마련되거나 서로 다른 센서로 마련될 수 있다.
구체적으로, 제1 송풍기(100a), 제2 송풍기(100b) 및 제3 송풍기(100c)가 각각 제1 위치, 제2 위치 및 제3 위치에 설치된 경우, 제1 센서(20Oa), 제2 센서(200b) 및 제3 센서(200c) 또한 각각 제1 위치, 제2 위치 및 제3 위치에 설치되어, 제1 센서(20Oa)에서 측정된 정보에 기초하여 제1 제어기(150a)를 통해 제1 송풍기(100a)의 작동을 제어하고, 제2 센서(200b)에서 측정된 정보에 기초하여 제2 제어기(150b)를 통해 제2 송풍기(100b)의 작동을 제어하고, 제3 센서(200c)에서 측정된 정보에 기초하여 제3 제어기(150c)를 통해 제3 송풍기(100c)의 작동을 제어할 수 있다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이 제1 송풍기(100a), 제2 송풍기(100b), 제3 송풍기(100c) 및 제4 송풍기(100d)가 하나의 공기 조화 장치 내에 설치된 경우, 제1 센서(20Oa), 제2 센서(200b), 제3 센서(200c) 및 제4 센서(미도시)는 온도 센서, 습도 센서 등으로 마련되어 공기 조화 장치의 외부 환경에 대한 정보를 획득하는 데 활용될 수 있다.
이때, 제1 센서(20Oa), 제2 센서(200b), 제3 센서(200c) 및 제4 센서(미도시)에서 측정된 정보에 기초하여 제1 송풍기(100a), 제2 송풍기(100b), 제3 송풍기(100c) 및 제4 송풍기(100d)가 개별적으로 제1 제어기(150a), 제2 제어기(150b), 제3 제어기(150c) 및 제4 제어기(미도시)를 통해 제어될 수 있다.
예를 들어, 제1 송풍기(100a), 제2 송풍기(100b), 제3 송풍기(100c) 및 제4 송풍기(100d) 중 제2 송풍기(100b)에서 이상이 발생한 경우에 제1 송풍기(100a), 제3 송풍기(100c) 및 제4 송풍기(100d)의 작동에는 영향을 미치지 않으므로, 제1 송풍기(100a), 제3 송풍기(100c) 및 제4 송풍기(100d)의 작동을 제어함으로써 바람직한 송풍 효율을 획득할 수 있고, 송풍기의 이상 발생으로 인한 시스템의 all stop 정지 현상을 개선할 수 있다.
한편, 복수 개의 송풍기 및 복수 개의 센서에는 중앙처리부(300)가 연결될 수 있다.
상기 중앙처리부(300)는 MCU(310) 및 디스플레이(320)를 포함할 수 있다.
상기 MCU(310)는 제1 센서(20Oa), 제2 센서(200b) 및 제3 센서(200c)로부터 획득된 정보를 처리하여 제1 제어기(150a), 제2 제어기(150b) 및 제3 제어기(150c)에 대하여 개별적인 제어 신호를 전달할 수 있다.
상기 디스플레이(320)는 제1 센서(20Oa), 제2 센서(200b) 및 제3 센서(200c)로부터 획득된 정보, 제1 제어기(150a), 제2 제어기(150b) 및 제3 제어기(150c)에 대하여 전달하는 제어 신호, 제1 모터, 제2 모터, 및 제3 모터에 대하여 전달되는 전류 등을 표시할 수 있으며, 일 실시예에 따른 송풍 시스템(10)의 운용 상태를 사용자가 시각적으로 확인할 수 있다.
또한, 중앙처리부(300)는 컨버터(converter)를 통하여 외부 PC와 연동될 수 있으며, 예를 들어 SMS, 알람 등을 통하여 사용자 또는 설비 관리자에게 정보를 제공할 수 있다.
이에 의해 사용자 또는 설비 관리자가 외부에서도 송풍기의 작동 상태를 확인할 수 있으며 ICT 제어를 통해 일 실시예에 따른 송풍 시스템이 운용될 수 있다. 예를 들어 복수 개의 송풍기의 작동을 개별적으로 제어하고, 복수 개의 송풍기에 대한 과전류 및 저전류를 감시하여 복수 개의 송풍기에 대한 과전류 및 저전류로부터 보호할 수 있다. 다시 말해서 일 실시예에 따른 송풍 시스템에 대한 자가 진단이 가능하다.
특히, 도 8을 참조하여, 일 실시예에 따른 송풍 시스템의 작동은 다음과 같이 제어될 수 있다.
우선 제1 송풍기, 제2 송풍기 및 제3 송풍기가 운전을 한다(S10).
이때, 제1 송풍기, 제2 송풍기 및 제3 송풍기의 이상을 측정하여(S20) 각각의 송풍기가 정상 작동 중인지를 판단한다(S30).
만약 제1 송풍기, 제2 송풍기 및 제3 송풍기 중 이상 작동 중인 송풍기가 검출된다면, 이상 작동 중인 송풍기의 개수를 판단하여(S40) 정상 작동 중인 송풍기의 풍량을 증가시킨 후에(S50) 정상 작동 중인 송풍기의 운전을 계속한다(S60).
또한, 정상 작동 중인 송풍기의 운전을 계속하는 중에도 송풍기의 이상을 측정하여 정상 작동 중인지 실시간으로 판단될 수 있고, 송풍기가 운전될 필요가 없는 경우 송풍기의 작동이 최종적으로 정지된다(S70).
구체적으로, 정상 작동 중인 송풍기의 풍량은 설정 풍량/(총 송풍기 개수 - 이상 작동 중인 팬 개수)로 산출될 수 있다.
예를 들어 설정 풍량이 1000이고 총 송풍기가 10대라면 각각의 송풍기에서는 100만큼의 풍량을 토출하도록 작동될 수 있다. 반면, 총 송풍기가 10대 중 5대가 이상 작동 중인 것으로 판단되었다면 정상 작동 중인 송풍기에서는 200만큼의 풍량을 토출하도록 작동될 수 있다.
이와 같이 큰 용량의 송풍기를 1/N으로 나누어 작은 용량의 다수의 송풍기로 설치함으로써 1개 또는 그 이상의 송풍기가 고장날 경우 나머지 정상 운전 중인 송풍기의 풍량을 증가시켜 정상 상태를 유지할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10: 송풍 시스템
100, 100a, 100b, 100c: 송풍기
110: 벨마우스
120: 임펠러
122: 후곡형 블레이드
130: 모터
140: 지지 프레임
150a, 150b, 150c: 제어기
200a, 200b, 200c: 센서
300: 중앙처리부
310: MCU
320: 디스플레이

Claims (5)

  1. 정면을 통해 외기가 흡입되도록 마련된 벨마우스;
    상기 벨마우스의 후면에 삽입되어 상기 벨마우스에서 흡입된 외기를 외부로 배출시키는 임펠러; 및
    상기 임펠러의 중심축에 장착되어 상기 임펠러에 회전력을 전달하는 모터;
    를 포함하고,
    상기 모터는 상기 임펠러의 후면에 삽입 결합되며,
    상기 모터의 일단은 상기 임펠러 내에 배치되고,
    상기 모터의 타단은 상기 임펠러의 후면으로부터 외부에 노출되고,
    상기 임펠러의 직경에 대한 상기 벨마우스와 상기 임펠러의 이격 거리의 비율(s/D)은 0.4% 이상 및 1.4% 이하이며,
    상기 임펠러의 직경에 대한 상기 임펠러의 상기 벨마우스 내 삽입 길이의 비율(x/D)은 -0.8% 이상 및 0.6% 이하인 송풍기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 임펠러는 후곡형 블레이드를 포함하고,
    상기 후곡형 블레이드에는 적어도 하나의 절곡 부분이 형성되며,
    상기 후곡형 블레이드의 단부에는 적어도 하나의 홈이 형성되는 송풍기.
  4. 정면을 통해 외기가 흡입되도록 마련된 제1 벨마우스, 상기 제1 벨마우스의 후면에 삽입되어 상기 제1 벨마우스에서 흡입된 외기를 외부로 배출시키는 제1 임펠러 및 상기 제1 임펠러 내에 삽입 결합된 제1 모터를 포함하는 제1 송풍기;
    정면을 통해 외기가 흡입되도록 마련된 제2 벨마우스, 상기 제2 벨마우스의 후면에 삽입되어 상기 제2 벨마우스에서 흡입된 외기를 외부로 배출시키는 제2 임펠러 및 상기 제2 임펠러 내에 삽입 결합된 제2 모터를 포함하는 제2 송풍기; 및
    상기 제1 송풍기 및 상기 제2 송풍기의 작동을 제어하는 중앙처리부;
    를 포함하고,
    상기 제1 모터 및 상기 제2 모터는 BLDC 모터로 마련되고,
    상기 제1 임펠러 또는 상기 제2 임펠러의 직경에 대한 상기 제1 벨마우스 또는 상기 제2 벨마우스와 상기 제1 임펠러 또는 상기 제2 임펠러의 이격 거리의 비율(s/D)은 0.4% 이상 및 1.4% 이하이며,
    상기 제1 임펠러 또는 상기 제2 임펠러의 직경에 대한 상기 제1 임펠러 또는 상기 제2 임펠러의 상기 제1 벨마우스 또는 상기 제2 벨마우스 내 삽입 길이의 비율(x/D)은 -0.8% 이상 및 0.6% 이하인 송풍 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 송풍기는,
    상기 제1 모터의 작동을 제어하는 제1 제어기;
    를 더 포함하고,
    상기 제2 송풍기는,
    상기 제2 모터의 작동을 제어하는 제2 제어기;
    를 더 포함하며,
    상기 중앙처리부는 상기 제1 제어기 및 상기 제2 제어기에 대하여 개별적으로 제어 신호를 전달하는 송풍 시스템.
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