KR101974358B1 - 소음저감 타입 고효율 송풍기 - Google Patents

소음저감 타입 고효율 송풍기 Download PDF

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이승헌
문태호
최산호
강병환
이정석
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(주)코리아인코어테크놀러지
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Abstract

본 발명은 소음저감 타입 고효율 송풍기에 관한 것으로, 덕트의 외주에 아웃터 중공 케이스가 설치되고, 아웃터 중공 케이스의 내부에 엠보싱 흡음재가 설치됨으로써, 소음이 역류방지 댐퍼 안으로 유입되고 아웃터 중공 케이스 안으로 이동한 후에, 엠보싱 흡음재에 흡입되어 소음이 소멸함은 물론 덕트 내에서 진행하는 진행 음파의 위상을 감지하고, 진행 음파의 위상과 반대되는 위상을 갖는 반대 음파를 발생시켜서 상기 두 음파(진행 음파와 반대 음파)를 상쇄시켜서 소음을 효율적으로 감소시킬 수 있다.

Description

소음저감 타입 고효율 송풍기{NOISE REDUCTION TYPE HIGH EFFICIENCY BLOWER}
본 발명은 소음저감 타입 고효율 송풍기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 덕트의 외주에 아웃터 중공 케이스가 설치되고, 아웃터 중공 케이스의 내부에 엠보싱 흡음재가 설치됨으로써, 소음이 역류방지 댐퍼 안으로 유입되고 아웃터 중공 케이스 안으로 이동한 후에, 엠보싱 흡음재에 흡입되어 소음이 소멸함은 물론 덕트 내에서 진행하는 진행 음파의 위상을 감지하고, 진행 음파의 위상과 반대되는 위상을 갖는 반대 음파를 발생시켜서 두 음파(진행 음파와 반대 음파)를 상쇄시켜서 소음을 효율적으로 감소시킬 수 있는 소음저감 타입 고효율 송풍기에 관한 것이다.
일반적으로, 송풍기란 공기의 압력차를 이용하여 공기의 흐름을 강제적으로 발생시켜서 원하는 장소로 공기를 공급하거나 배출시키는 공기수송기계의 일종으로, 각종 공장에서 산업용으로 사용되는 것은 물론, 오늘날 지하철과 같은 지하구조물이나 대형 건축물이 건축되면서 쾌적한 환경을 위해 통풍장치 등으로 널리 사용되는 필수 기계장치이다.
송풍기는 구조에 따라 축류 송풍기, 다익 송풍기, 터보 송풍기 및 용적형 송풍기 등 매우 다양한 형태의 송풍기가 개발되어 사용되고 있으나, 특히 원통형의 케이스에 프로펠러형 날개가 부착된 축류 송풍기도 널리 사용되고 있다.
한편, 송풍기들 중에서 축류 송풍기를 예를 들어 설명하면, 종래 기술에 따른 송풍기는 일측에 흡입구가 형성된 원통형의 본체 케이스, 본체 케이스의 내부에서 회전 가능하도록 설치되는 임펠라 및 임펠라를 구동시키는 구동모터의 구성으로 이루어진다.
그러나 종래 송풍기는 요구하는 유량을 맞추기 위하여 상사법칙에 의하여 회전속도 향상으로 인한 소음이 발생함은 물론, 소비전력 증가로 인하여 송풍 효율이 감소하는 문제가 발생한다.
또한, 종래 송풍기는 임펠라의 회전 구동에 의해 발생하는 소음을 저감시키기 위해서는 별도의 소음 저감장치를 설치하기 때문에 소비전력 증가로 인한 효율 감소와 송풍기의 중량이 무거워지는 문제가 발생한다.
대한민국 등록실용신안 제20-0246757호(2001.09.26.자 공고) 대한민국 등록실용신안 제20-0241752호(2001.09.25.자 공고)
본 발명은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 덕트의 외주에 아웃터 중공 케이스가 설치되고, 아웃터 중공 케이스의 내부에 엠보싱 흡음재가 설치됨으로써, 소음이 역류방지 댐퍼 안으로 유입되고 아웃터 중공 케이스 안으로 이동한 후에, 엠보싱 흡음재에 흡입되어 소음이 소멸함은 물론 덕트 내에서 진행하는 진행 음파의 위상을 감지하고, 진행 음파의 위상과 반대되는 위상을 갖는 반대 음파를 발생시켜서 두 음파(진행 음파와 반대 음파)를 상쇄시켜서 소음을 효율적으로 저감할 수 있는 소음저감 타입 고효율 송풍기를 제공함에 그 목적이 있다.
더 나아가, 본 발명에서는 블레이드의 끝단에 윙렛을 적용하여 A/R 비(배기 터보 터빈 부의 노즐 면적(A)과 터빈 입구 부에서 노즐 중심까지의 거리(R)) 증가를 통해 에너지 절감과 날개 끝단에서 발생하는 와류의 저감 및 내부 덕트와 와류의 충돌을 감소시켜 후류를 안정화시킴으로써, 소음을 더욱 감소할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해 구성되는 본 발명은 다음과 같다.
즉, 본 발명의 제1실시 예에 따른 소음저감 타입 고효율 송풍기는, 공기의 압력차를 이용하여 공기의 흐름을 강제적으로 발생시켜서 원하는 장소로 공기를 공급하거나 배출시키는 송풍기에서, 공기의 유입과 배출이 이루어지되 하우징을 구성하는 덕트; 덕트의 내부 중심에 설치되는 BLDC(BrushLess DC) 모터; BLDC 모터의 모터축 상에 설치되어 회전 구동을 통해 덕트의 흡입 측을 통해 공기를 흡입하여 배출 측으로 배출시키는 축류팬; 축류팬의 각 블레이드 끝단에 공기의 배출 측으로 돌출 형성되어 와류의 생성을 감소시키는 윙팁 디바이스; 및 송풍기 전반을 제어하는 컨트롤러를 포함한 구성으로 이루어진다.
본 발명의 제1실시 예에 따른 소음저감 타입 고효율 송풍기 구성에서, 윙팁 디바이스는 축류팬의 각 블레이드 끝단에 공기의 배출 측으로 돌출 형성되어 덕트의 길이방향 내주 면과 평행하게 이루어지는 윙렛으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 제1실시 예에 따른 구성에서, 윙팁 디바이스는 축류팬의 각 블레이드 끝단에 공기의 배출 측으로 돌출 형성되어 끝단이 갈라진 형태의 윙팁 펜스로 이루어질 수 있다.
본 발명의 제1실시 예에 따른 소음저감 타입 고효율 송풍기 구성에서, 덕트)의 내주 면에는 입구 측으로부터 출구 측으로 송풍되는 공기를 가이드 하기 위한 소음 저감 홈이 형성되며, 상기 소음 저감 홈은 직선형 또는 나선형 중 어느 하나의 소음 저감 홈이 일정 간격으로 형성되고, 상기 소음 저감 홈은 상기 덕트의 내주면 입구 측으로부터 출구 측으로 갈수록 점차 깊어지고 확대되는 구성으로 이루어지며, 공기 가이드 하는 중에 발생하는 소음은 상기 소음 저감 홈의 확대 구성에 의하여 유체의 충돌을 감소시켜 소음을 저감시키도록 한다.
즉, 본 발명의 제1실시 예에 따른 소음저감 타입 고효율 송풍기 구성에서, 소음 저감 홈은 덕트의 내주면 입구 측으로부터 출구 측으로 갈수록 점차 깊어지고 확대되는 구성으로 이루어질 수 있다.
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한편, 본 발명의 제2실시 예에 따른 소음저감 타입 고효율 송풍기 구성에서, 덕트의 외주에는 아웃터 중공 케이스가 설치되고, 상기 아웃터 중공 케이스의 내부에는 엠보싱 흡음재가 설치되며, 상기 덕트에는 소음을 상기 아웃터 중공 케이스 내부로 유도하고 역류하는 것을 방지하기 위한 역류방지 댐퍼가 설치되고, 상기 덕트 자체에는 소음저감용의 미세 에어포켓이 균일하게 분포되며, 상기 엠보싱 흡음재는 볼록한 엠보싱부와 움푹파인 오목부로 구성되고, 상기 엠보싱부에는 수평방향으로 소음 감쇄용 관통 관이 형성되어, 상기 오목부를 지나는 음파와 상기 소음 감쇄용 관통 관을 지나는 음파가 서로 맞나는 지점에서 상쇄되어 소음을 저감하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 제2실시 예에 따른 소음저감 타입 고효율 송풍기는, 덕트 내에서 진행하는 진행 음파의 위상을 감지하기 위하여 상기 덕트 내부 출구 측에 설치되는 위상 감지부; 상기 덕트 내에서 진행하는 진행 음파와 반대되는 반대 음파를 발생시키기 위하여 상기 덕트 내부 출구 측에 설치되는 반대 음파 발생 부; 상기 BLDC 모터의 회전속도 정보를 전기적인 신호로 출력하는 엔코더; 상기 엔코더로부터 상기 모터의 위상정보를 수신하는 위상정보 수신부; 및 상기 위상 감지 부와 상기 위상정보 수신부로부터 받은 정보를 토대로 상기 음파 발생부에서 반대 음파를 발생시켜서 소음을 감쇄시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기술에 따르면, 송풍기의 구동모터를 회전자에 영구자석이 부착된 브러시리스 타입의 BLDC 모터로 변경하여 구성함으로써 송풍기의 무게를 줄일 수 있도록 함은 물론, 풍량 증가를 통해 송풍기의 효율을 향상시킬 수가 있다.
또한, 본 발명에 따른 기술은 고 RPM 특성에 맞는 다익형 축류팬의 적용과 덕트 내부에 일정 간격으로 형성되는 다수의 나선 홈을 형성하여 송풍기의 소음을 저감시킬 수가 있다다.
아울러, 본 발명에 따른 기술은 블레이드의 끝단에 윙렛을 적용하여 A/R 비(배기 터보 터빈 부의 노즐 면적(A)과 터빈 입구 부에서 노즐 중심까지의 거리(R)) 증가를 통해 에너지의 절감과 날개 끝단에서 발생하는 와류의 저감 및 내부 덕트와 와류의 충돌을 저감시켜 후류를 안정화시킴으로써, 소음을 저감시킬 수 있다.
또한, 구동모터의 구동에 따른 임펠라의 회전 구동으로 인하여 고속의 공기 흐름이 발생하고, 이로 인하여 소음이 발생하게 되는데, 이때 덕트 내에서 진행하는 진행 음파의 위상을 감지하고, 진행 음파의 위상과 반대되는 위상을 갖는 반대 음파를 발생시켜서 상기 두 음파, 즉 진행 음파와 반대 음파를 상쇄시켜서 소음을 효율적으로 감쇄시킬 수 있다.
또한, 덕트의 외주에 아웃터 중공 케이스가 설치되고, 아웃터 중공 케이스의 내부에 엠보싱 흡음재가 설치됨으로써, 소음이 역류방지 댐퍼 안으로 유입되고 아웃터 중공 케이스 안으로 이동한 후에, 엠보싱 흡음재에 흡입되어 소음이 소멸할 수 있다.
또한, 역류방지 댐퍼는 다수의 플립이 서로 엇갈리게 설치되어 소음 유입시 개방되지만 소음 유출시 폐쇄되어, 거꾸로 소음 유출이 발생하지 않도록 하여 아웃터 중공 케이스 안으로 들어간 소음이 역류하여 빠져나오지 못하고 감쇄되도록 함으로써 소음 제거효과를 더욱 높일 수 있다.
또한, 덕트 자체에 형성된 소음저감용의 미세 에어포켓은 소음이 그 에어포켓 안에 갇히게 하는 효과가 있고, 덕트 자체를 경량화시켜서 소음 감쇄 효과를 높일 수 있다.
도 1 은 본 발명의 제1실시 예에 따른 소음저감 타입 고효율 송풍기를 도시한 사시도
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 소음저감 타입 고효율 송풍기를 도시한 횡단면도
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 소음저감 타입 고효율 송풍기를 도시한 종단면도
도 4는 도 2의 요부발췌 확대도
도 5는 도 3의 요부발췌 확대도
도 6은 본 발명의 제2실시 예에 따른 소음저감 타입 고효율 송풍기를 도시한 구성도
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 이동식 고효율 송풍기에 대한 양호한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명의 제1실시 예에 따른 소음저감 타입 고효율 송풍기를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 소음저감 타입 고효율 송풍기를 도시한 횡단면도이며, 도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 소음저감 타입 고효율 송풍기를 도시한 종단면도이고, 도 4는 도 2의 요부발췌 확대도이며, 도 5는 도 3의 요부발췌 확대도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 제1실시 예에 따른 소음저감 타입 고효율 송풍기(100)는 공기의 유입과 배출이 이루어지되 하우징을 구성하는 덕트(120), 덕트(120)의 내부 중심에 설치되는 BLDC(BrushLess DC) 모터(130), BLDC 모터(130)의 모터축 상에 설치되어 회전 구동을 통해 덕트(120)의 흡입 측을 통해 공기를 흡입하여 배출 측으로 배출시키는 축류팬(140), 축류팬(140)의 각 블레이드 끝단에 공기의 배출 측으로 돌출 형성되어 와류의 생성을 감소시키는 윙팁 디바이스(150) 및 송풍기 전반을 제어하는 컨트롤러(미도시)를 포함한 구성으로 이루어진다.
본 발명의 제1실시 예에 따른 송풍기(100)는 전원의 인가를 통해 구동되어 축류팬(140)을 회전 구동시키는 BLDC 모터(130)를 구성함으로써, 축류팬(140)의 고속회전이 가능하여 풍량을 증강할 수 있음은 물론, 모터의 체적이 감소되어 송풍기(100) 전체의 경량화를 실현할 수가 있다.
다시 말해서, 브러시리스 영구자석 동기전동기인 BLDC 모터(130)의 구성은 기존의 AC 또는 DC 모터에 비해 고효율 및 체적의 감소로 인해 동일 단면의 송풍기의 모터가 차지하는 유로 감소분이 작아져서 유동 가능 면적이 증가함으로써 송풍량을 증가시킬 수 있다.
또한, 브러시리스 영구자석 동기전동기인 BLDC 모터(130)의 구성은 모터 길이의 축소로 인해 덕트(120)의 길이를 줄일 수 있도록 함으로써 송풍기(100)의 전체 길이를 줄일 수 있음은 물론, 이에 따른 송풍기(100) 전체의 하중을 줄여 경량화를 실현할 수가 있다.
아울러, 본 발명의 제1실시 예에 따른 송풍기(100)는 축류팬(140)의 블레이드 익단부에 윙팁 디바이스(150)를 형성함으로써, 축류팬(140)의 회전 구동시 공기층 박리로 인한 와류의 발생을 최소화함으로써, 소음을 감소시킬 수가 있다.
즉, 윙팁 디바이스(150)를 통해 블레이드 끝단의 와류를 최소화함은 물론, 유도 항력의 감소로 에너지 절감을 실현할 수가 있다.
다시 말해서, 본 발명의 제1실시 예에 따른 기술은 축류팬(140)의 블레이드 끝단에 윙팁 디바이스(150) 구조를 구성하여 A/R(가로대 세로비)를 증가시켜 블레이드를 늘리지 않고도 블레이드 표면적을 증가시키는 효과 및 유도항력 감소 효과를 통해 에너지절감을 실현할 수가 있다.
또한, 윙팁 디바이스(150) 구조는 블레이드 끝단에서 발생하는 와류를 최소화함은 물론, 와류를 덕트(120) 내부와 충돌시킴으로써, 축류팬(140)의 회전 구동에 의한 공기층의 박리로 발생하는 소음을 감소시키게 된다. 즉, 윙팁 디바이스(150) 구조로 축류팬(140)의 블레이드를 개선함으로써 볼텍스(Vortex)와 유도저항은 작고, A/R 비가 커짐으로써 에너지 절감과 풍량 증가의 효과가 있다.
본 발명의 제1실시 예에 따른 송풍기(100) 구성요소를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 받침대는 지표면 상에 송풍기(100)를 위치되도록 하는 것으로, 이러한 받침대 최하부를 이루는 구조로 형성된다. 받침대는 상부 측을 통해 내부에 BLDC(BrushLess DC) 모터(130), 축류팬(140) 및 윙팁 디바이스(150)가 구성된 덕트(120)를 지지하여 지표면이나 바닥면 상에 송풍기(100)를 안정하게 위치시킬 수 있도록 한다. 받침대는 공지공용의 기술에 해당하므로 이에 대한 도시와 구체적인 설명은 생략한다.
덕트(120)는 축류팬(140)의 회전 구동에 의해 공기의 유입과 배출이 이루어질 수 있도록 하는 것으로, 양측이 개방된 원통형의 관 형태로 형성되어 받침대 상부에 설치된다.
덕트(120)의 개방된 일측은 축류팬(140)의 회전 구동에 의한 공기의 유입이 이루어지는 유입 측이 되고, 개방된 타측은 축류팬(140)의 회전 구동에 의한 송풍시 공기의 배출이 이루어지는 배출 측이 된다. 이때, 덕트(120)의 내부에는 BLDC 모터(130)를 채용함에 따른 풍량 증가로 인해 발생하는 소음을 감소시키기 위해 직선 또는 나선형의 소음 저감 홈(122)이 형성된다.
다시 말해서, 상기 덕트(120)의 내주 면에는 입구 측으로부터 출구 측으로 송풍되는 공기를 가이드 하기 위한 소음 저감 홈(122)이 형성되며, 상기 소음 저감 홈(122)은 직선형 또는 나선형 중 어느 하나의 소음 저감 홈(122)이 일정 간격으로 형성되고, 상기 소음 저감 홈(122)은 상기 덕트(120)의 내주면 입구 측으로부터 출구 측으로 갈수록 점차 깊어지고 확대되는 구성으로 이루어지며, 공기 가이드 하는 중에 발생하는 소음은 상기 소음 저감 홈(122)의 확대 구성에 의하여 유체의 충돌을 감소시켜 소음을 저감시키도록 한다.
즉, 덕트(120) 내주면 상의 소음 저감홈(122)은 총기류의 소음기 원리와 같이 직선형 또는 나선형 홈 구조로 형성되어 공기 유입 측으로부터 공기 배출 측으로 갈수록 점차 깊어지는 구조와 점차 확장되는 구조로 이루어진다. 즉, 소음 저감 홈(122)은 덕트(120)의 내주면 공기유입 측으로부터 공기 배출 측으로 갈수록 점차 깊어지고 확대되는 구조이다.
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또한, 소음 저감 홈(122)은 깊이 방향으로 갈수록 홈이 넓어지는 구성으로 이루어진다. 이처럼 소음 저감 홈(122)이 깊이 방향으로 갈수록 넓어지는 구조이기 때문에 소음 저감 홈(122)으로 전달된 소음은 확공이 이루어지면서 소음이 점차 감소한다.
BLDC(BrushLess DC) 모터(130)는 전원의 인가에 의해 구동되어 축류팬(140)을 회전 구동시키기 위한 것으로, 덕트(120)의 내부 중심에 설치된다.
BLDC(BrushLess DC) 모터(130)는 AC 및 DC 모터의 효율 범위에 비해 15% 내외의 더 높은 효율을 가지기 때문에 동일한 능력을 발휘하기 위한 체적 및 무게가 AC 및 DC 모터에 비해 감소한다. 이에 따라, BLDC(BrushLess DC) 모터(130)는 속도의 향상과 체적의 감소로 인하여 송풍 량이 증가한다.
따라서, 전술한 BLDC(BrushLess DC) 모터(130)는 AC 및 DC 모터에 비해 체적 및 묵가 대폭 감소되어 송풍기(100) 전체의 경량화를 실현할 수 있음은 물론, 전체적인 에너지를 절감시킬 수가 있다.
축류팬(140)은 BLDC(BrushLess DC) 모터(130)의 구동에 의해 회전 구동되어 송풍이 이루어질 수 있도록 하는 것으로, BLDC 모터(130)의 모터축 상에 설치되어 회전 구동을 통해 덕트(120)의 흡입 측을 통해 공기를 흡입하여 배출 측으로 배출시키게 된다.
축류팬(140)은 고 RPM 특성에 맞는 다익형의 구조로 이루어져 다른 팬에 비해 고 RPM과 고 효율화 및 저소음을 실현하였다고는 하나, 축류팬(140)의 블레이드 끝단 부에서 공기층의 박리로 인하여 소음 발생하는 것은 당연하다. 이처럼 축류팬(140)의 블레이드 끝단 부에서 공기층의 박리로 인하여 발생하는 소음을 감소시키기 위한 방안으로 윙팁 디바이스(150)가 채용된다.
윙팁 디바이스(150)는 와류를 감소시켜 덕트(120) 내부와 블레이드 끝단의 유체충돌을 감소시키기 위한 것으로, 이러한 윙팁 디바이스(150)는 축류팬(140)의 각 블레이드 끝단에 공기의 배출 측으로 돌출 형성되어 와류를 감소시킴으로써, 덕트(120) 내부와 블레이드 끝단의 유체충돌을 감소시켜 소음을 저감하도록 한다.
윙팁 디바이스(150)는 블레이드 끝단에서 박리된 공기의 와류를 최소화시켜 유도 항력을 감소시킴으로써, 에너지의 절감이 있도록 함은 물론, 저감 와류를 덕트(120) 내부 면에 충돌시켜 소음 저감 홈(122)에서의 소음 감소가 이루어질 수 있도록 함으로써, 송풍에 따른 소음의 저감이 있도록 한다.
컨트롤러(미도시)는 광폭 송풍기(100)의 전반을 제어하기 위한 것으로, 이러한 컨트롤러 받침대의 내부에 설치되어 송풍기(100) 전반을 제어하게 된다. 이러한 컨트롤러는 송풍기(100) 전반을 제어하는 가운데 많은 열이 발생하여 방열을 해주어야만 한다.
도면에 도시하지는 않았으나, 컨트롤러에서 발생하는 열을 효과적으로 방열시키기 위한 구성으로 본 발명에서는 컨트롤러로부터 발생하는 열을 흡수하여 덕트(120) 내부로 방열시키기 위해 컨트롤러의 상부 측에 면 접촉 설치하되 축류팬(140) 하부의 덕트(120) 내주면 상에 노출되도록 히트싱크를 설치할 수도 있다.
한편, 본 발명의 제1실시 예에 따른 소음저감 타입 고효율 송풍기(100)에서는, 덕트(120)의 외주에 아웃터 중공 케이스(210)가 설치되고, 아웃터 중공 케이스(210)의 내부에 엠보싱 흡음재(220)가 설치될 수도 있다. 엠보싱 흡음재(220)의 재질은 제지 또는 부직포 등으로 제조될 수 있다.
엠보싱 흡음재(220)는 볼록한 엠보싱부(221)와 움푹 파인 오목부(222)로 구성되고, 엠보싱부(221)에는 수평방향으로 소음 감쇄용 관통 관(223)이 형성되어, 오목부(222)를 지나는 음파와 소음 감쇄용 관통 관(223)을 지나는 음파가 서로 맞나는 지점에서 상쇄되어 소음을 저감하도록 구성된다(도 4 및 도 5 참조).
덕트(120)에는 소음을 아웃터 중공 케이스(210) 내부로 유도하고 역류하는 것을 방지하기 위한 역류방지 댐퍼(230)가 설치된다.
역류방지 댐퍼(230)는 다수의 플립(231)(232)이 서로 엇갈리게 설치되어, 소음 유입은 되지만 거꾸로 소음 유출은 되지 않도록 구성된다. 즉, 아웃터 중공 케이스(210) 안으로 들어간 소음은 역류하여 빠져나오지 못하고 감쇄되도록 하여 소음 제거효과를 높일 수 있다(도 4 및 도 5 참조).
덕트(120) 자체에는 소음저감용의 미세 에어포켓(120a)이 균일하게 분포 형성될 수 있다. 미세 에어포켓(120a)은 소음이 그 에어포켓 안에 갇히게 하는 효과가 있어 감쇄 효과를 더우 높일 수 있다.
한편, 도 6은 본 발명의 제2실시 예에 따른 소음저감 타입 고효율 송풍기를 도시한 구성도이다. 동 도면에서는 제1실시 예와 동일한 구성에 대해서 동일한 도면번호를 부여하고, 그에 대한 설명은 생략 하기로 한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시 예에 따른 소음저감 타입 고효율 송풍기(200)는, 덕트(120) 내에서 진행하는 진행 음파의 위상을 감지하기 위하여 덕트(120) 내부 출구 측에 설치되는 위상 감지부(310)를 구비한다.
위상 감지부(310)는 덕트(120) 내에서 진행하는 공기 흐름에 의한 진행 음파의 위상을 감지하는 센서로서, 공기 흐름에 방해가 되지 않도록 덕트(120) 내측 면으로부터 돌출되지 않도록 구성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 소음저감 타입 고효율 송풍기(200)는, 덕트(120) 내에서 진행하는 진행 음파와 반대되는 반대 음파를 발생시키기 위하여 덕트(120) 내부 출구 측에 설치되는 반대 음파 발생부(320)를 구비한다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 소음저감 타입 고효율 송풍기(200)는, BLDC 모터(130)의 회전속도 정보를 전기적인 신호로 출력하는 엔코더(330)를 구비한다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 소음저감 타입 고효율 송풍기(200)는, 엔코더(330)로부터 BLDC 모터(130)의 위상정보를 수신하는 위상정보 수신부(340)를 구비한다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 소음저감 타입 고효율 송풍기(200)는, 위상 감지부(310)와 위상정보 수신부(340)로부터 받은 정보를 토대로 반대 음파 발생부(320)에서 반대 음파를 발생시켜서 소음을 감쇄시키기 위한 제어부(350)를 포함한다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 소음저감 타입 고효율 송풍기(200)에서는, 위상 감지부(310)에서 덕트(120) 내에서 진행하는 진행 음파를 감지한다. 엔코더(330)에서는 BLDC 모터(130)의 회전속도 정보를 전기적인 신호로 출력한다. 위상정보 수신부(340)에서는 엔코더(330)로부터 BLDC 모터(130)의 위상정보를 수신한다.
제어부(350)는 위상 감지 부(310)와 위상정보 수신부(340)로부터 받은 정보를 토대로 반대 음파 발생 부(320)에서 반대 음파를 발생시켜서 소음을 감쇄시킨다.
이상과 같이, 본 발명은 송풍기의 구동모터를 회전자에 영구자석이 부착된 브러시리스 타입의 BLDC 모터로 변경하여 구성함으로써, 송풍기의 무게를 줄일 수 있도록 함은 물론, 풍량 증가를 통해 송풍기의 효율을 향상시킬 수가 있다.
또한, 본 발명의 제1실시 예에 따른 기술은 고 RPM 특성에 맞는 다익형 축류팬의 적용과 덕트 내부에 일정 간격으로 형성되는 다수의 나선 홈을 형성하여 송풍기의 소음을 저감시킬 수 있다.
아울러, 본 발명의 제1실시 예에 따른 기술은 블레이드의 끝단에 윙렛을 적용하여 A/R 비(배기 터보 터빈 부의 노즐 면적(A)과 터빈 입구 부에서 노즐 중심까지의 거리(R)) 증가를 통해 에너지의 저감과 날개 끝단에서 발생하는 와류의 저감 및 내부 덕트와 와류의 충돌을 감소시켜 후류를 안정화시킴으로써 소음을 감소시킬 수가 있다.
또한, 구동모터의 구동에 따른 임펠라의 회전 구동으로 인하여 고속의 공기 흐름이 발생하고, 이로 인하여 소음이 발생하게 되는데, 이때 덕트 내에서 진행하는 진행 음파의 위상을 감지하고, 진행 음파의 위상과 반대되는 위상을 갖는 반대 음파를 발생시켜서 상기 두 음파, 즉 진행 음파와 반대 음파를 상쇄시켜서 소음을 효율적으로 감쇄시킬 수 있다.
또한, 덕트의 외주에 아웃터 중공 케이스가 설치되고, 아웃터 중공 케이스의 내부에 엠보싱 흡음재가 설치됨으로써, 소음이 역류방지 댐퍼 안으로 유입되고 아웃터 중공 케이스 안으로 이동한 후에, 엠보싱 흡음재에 흡입되어 소음이 소멸할 수 있다.
또한, 역류방지 댐퍼는 다수의 플립이 서로 엇갈리게 설치되어 소음 유입시 개방되지만 소음 유출시 폐쇄되어, 거꾸로 소음 유출이 발생하지 않도록 하여 아웃터 중공 케이스 안으로 들어간 소음이 역류하여 빠져나오지 못하고 감쇄되도록 함으로써 소음 제거효과를 더욱 높일 수 있다.
또한, 덕트 자체에 형성된 소음저감용의 미세 에어포켓은 소음이 그 에어포켓 안에 갇히게 하는 효과가 있고 덕트 자체를 경량화시켜서 소음 감쇄 효과를 높일 수 있다.
본 발명은 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.
100. 송풍기
110. 받침대
120. 덕트
120a: 미세 에어포켓
122. 소음 저감 홈
130. BLDC 모터
140. 축류팬
150. 윙팁 디바이스
210: 아웃터 중공 케이스
220: 엠보싱 흡음재
221: 엠보싱부
222: 오목부
223: 소음 감쇄용 관통 관
230: 역류방지 댐퍼
231, 232: 플립(flip)
310: 위상 감지부
320: 반대 음파 발생부
330: 엔코더
340: 위상정보 수신부
350: 제어부

Claims (3)

  1. 공기의 압력차를 이용하여 공기의 흐름을 강제적으로 발생시켜서 원하는 장소로 공기를 공급하거나 배출시키는 송풍기에 있어서,
    공기의 유입과 배출이 이루어지되 하우징을 구성하는 덕트(120); 상기 덕트(120)의 내부 중심에 설치되는 BLDC(BrushLess DC) 모터(130); 상기 BLDC 모터(130)의 모터축 상에 설치되어 회전 구동을 통해 상기 덕트(120)의 흡입 측을 통해 공기를 흡입하여 배출 측으로 배출시키는 축류팬(140); 상기 축류팬(140)의 각 블레이드 끝단에 공기의 배출 측으로 돌출 형성되어 와류의 생성을 감소시키는 윙팁 디바이스(150); 및 상기 송풍기를 제어하는 컨트롤러를 포함하며,
    상기 덕트(120)의 내주 면에는 입구 측으로부터 출구 측으로 송풍되는 공기를 가이드 하기 위한 소음 저감 홈(122)이 형성되며, 상기 소음 저감 홈(122)은 일정 간격으로 형성되는 직선형 또는 나선형 중 어느 하나이고, 상기 소음 저감 홈(122)은 상기 덕트(120)의 내주면 입구 측으로부터 출구 측으로 갈수록 점차 깊어지고 확대되는 구성으로 이루어지며, 공기 가이드 하는 중에 발생하는 소음은 상기 소음 저감 홈(122)의 확대 구성에 의하여 유체의 충돌을 감소시켜 소음을 저감시키도록 하며,
    상기 덕트(120)의 외주에는 아웃터 중공 케이스(210)가 설치되고, 상기 아웃터 중공 케이스(210)의 내부에는 엠보싱 흡음재(220)가 설치되며,
    상기 덕트(120)에는 소음을 상기 아웃터 중공 케이스(210) 내부로 유도하고 역류하는 것을 방지하기 위한 역류방지 댐퍼(230)가 설치되고,
    상기 덕트(120) 자체에는 소음저감용의 미세 에어포켓(120a)이 균일하게 분포되며,
    상기 엠보싱 흡음재(220)는 볼록한 엠보싱부(221)와 움푹 파인 오목부(222)로 구성되고, 상기 엠보싱부(221)에는 수평방향으로 소음 감쇄용 관통 관(223)이 형성되어, 상기 오목부(222)를 지나는 음파와 상기 소음 감쇄용 관통 관(223)을 지나는 음파가 서로 맞나는 지점에서 상쇄되어 소음을 저감하는 것을 특징으로 하는 소음저감 타입 고효율 송풍기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 덕트(120) 내에서 진행하는 진행 음파의 위상을 감지하기 위하여 상기 덕트(120) 내부 출구 측에 설치되는 위상 감지부(310);
    상기 덕트(120) 내에서 진행하는 진행 음파와 반대되는 반대 음파를 발생시키기 위하여 상기 덕트(120) 내부 출구 측에 설치되는 반대 음파 발생 부(320);
    상기 BLDC 모터(130)의 회전속도 정보를 전기적인 신호로 출력하는 엔코더(330);
    상기 엔코더(330)로부터 상기 BLDC 모터(130)의 위상정보를 수신하는 위상정보 수신부(340); 및
    상기 위상 감지 부(310)와 상기 위상정보 수신 부(340)로부터 받은 정보를 토대로 상기 반대 음파 발생 부(320)에서 반대 음파를 발생시켜서 소음을 감쇄시키기 위한 제어부(350); 를 포함하는 소음저감 타입 고효율 송풍기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 윙팁 디바이스(150)는 상기 축류팬(140)의 각 블레이드 끝단에 공기의 배출 측으로 돌출 형성되어 끝단이 갈라진 형태의 윙팁 펜스인 것을 특징으로 하는 소음저감 타입 고효율 송풍기.
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