KR102107342B1 - 크로스 플로우 팬 - Google Patents

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KR102107342B1
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차은호
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주식회사 이앤에이치테크놀러지
차은호
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Abstract

본 발명은 진동 저감형 크로스 팬한 것으로, 모터 유닛 및 공기 토출 유닛에 진동 흡수 부재를 설치하여 진동을 저감하고 동시에 모터 유닛과 공기 토출 유닛 사이에 진동 흡수 부재를 포함하는 연결 유닛을 추가하여 모터 유닛 및 공기 토출 유닛의 진동시 서로 전달되는 것을 차단하여 진동을 저감할 수 있다.

Description

크로스 플로우 팬{CROSS-FLOW FAN}
본 발명은 크로스 플로우 팬에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모터 및 팬 부분에 진동 흡수 부재를 추가하여 진동 및 소음을 저감할 수 있는 크로스 플로우 팬에 관한 것이다.
일반적으로 송풍기는 공기조화기 또는 냉동장치 등에 설치되어 외부공기 또는 냉기를 강제 흡입하여 토출하는 장치이다. 이러한 송풍기는 토출압력에 따라 저압용 팬과 고압용 블로워(blower)로 구분되며, 또한 블레이드(blade)의 형상에 따라 원심형 송풍기, 축류형 송풍기, 횡류형 송풍기 등으로 구분된다. 이 중에서도, 크로스플로우 팬(crossflow fan)은 횡류형 송풍기의 일종으로 축방향으로의 흡입흐름이 없는 대신 임펠러(impeller)의 축에 수직한 평면 내에서 공기의 흡입과 토출이 생긴다.
이러한 특성을 갖는 크로스플로우 팬은 일반적으로 고정압 대풍량을 생산하는데 유리하며 축방향으로 고른 흐름이 발생되기 때문에 공기조화기, 특히 창문형 공기조화기나 천장형 공기조화기에 널리 적용된다.
또한, 크로스 플로우 팬은 공기를 송풍시킴으로써 실내의 더운 공기를 배출하는 용도로도 사용될 수 있다. 예를 들어 기계실이나 서버실과 같이 열이 발생되는 장비가 다시 배치되어 있는 실내에서는 크로스 플로우 팬을 사용함으로써 더운 실내 공기를 외부로 방출하고 외부의 시원한 공기가 실내로 유입시키는 용도로 사용된다.
이러한 크로스 플로우 팬은 크게 모터와 팬 부분으로 구분되는데 모터의 진동 및 팬의 회전으로 인해 필연적으로 진동과 소음이 발생하게 된다.
따라서 이러한 진동 및 소음을 줄일 필요가 있다.
(01) 대한민국 등록특허 제10-0789812호, 크로스플로우 팬, 등록일 : 2007.12.21. (02) 대한민국 등록특허 제10-1877916호, 크로스플로우팬형 기류 발생 장치, 등록일 : 2018.07.06.
본 발명은 크로스 플루우 팬의 모터 및 팬 회전에 의해 발생하는 진동 및 소음을 경감하고자 한다.
본 발명에 따른 크로스 플로우 팬은 모터 유닛, 공기 토출 유닛, 및 상기 모터와 공기 토출 유닛을 연결하는 연결 유닛을 포함하는 크로스 플로우 팬으로써,
상기 모터 유닛은, 모터; 상기 모터를 감싸면서 모터의 진동을 흡수하는 제1 진동 흡수 부재; 및 상기 제1 진동 흡수 부재를 감싸는 모터 하우징을 포함하고, 상기 제1 진동 흡수 부재는 튜브 형상의 탄성 재질로 이루어지며, 상기 모터의 외주면에 밀착되며, 상기 모터 하우징은 내주면에 격자 형태로 돌출된 리브가 형성되고, 상기 리브에 상기 제1 진동 흡수 부재가 밀착되어 상기 모터의 진동을 흡수하며, 상기 모터 하우징의 일측면에는 상기 연결 유닛이 체결되는 체결공이 형성된 체결부가 돌출되고,상기 연결 유닛은 상기 모터의 회전축이 관통하는 관통홀이 형성되어 팬 하우징의 일측에 부착되는 평평한 형상의 플레이트; 및 상기 플레이트의 테두리에서 상기 체결부 방향으로 경사져 연장된 탄성 재질의 제2 진동 흡수 부재를 포함하고, 상기 공기 토출 유닛은, 상기 연결 유닛의 일측에 배치되고 상기 모터의 회전축에 결합되어 회전하는 팬; 상기 팬이 회전 가능하도록 하는 베어링 유닛; 및 상기 팬 및 베어링 유닛을 수용하고 공기가 흡입되는 면과 공기가 토출되는 면이 개방되어 있는 팬 하우징을 포함하고, 상기 베어링 유닛은, 상기 팬의 회전축에 회전 가능하게 결합되는 베어링; 상기 베어링의 외측면에 돌출되는 걸림 돌기; 및 상기 걸림 돌기가 걸릴 수 있는 걸림홈이 형성되고, 상기 베어링의 외주면과 이격되고 팬의 진동을 흡수하는 탄성 소재로 이루어진 제3 진동 흡수 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 크로스 플로우 팬의 진동 및 소음을 저감할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 진동 흡수 부재를 포함하는 연결 유닛을 통해 모터 및 팬 하우징의 진동이 서로에게 전달되는 것을 차단할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 크로스 플루우 팬의 정면도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 모터 유닛의 A-A’단면도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제2 진동 흡수 유닛을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 실시에에 따른 베어링 유닛의 B-B’단면도를 나타낸 것이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하면 본 발명의 실시예에 대해 상세히 살펴본다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 크로스 플루우 팬의 정면도를 나타낸 것이고, 도 2는 도 1의 모터 유닛의 A-A’단면도를 나타낸 것이고, 도 3은 도 1의 제2 진동 흡수 유닛을 상세히 나타낸 것이고, 도 4는 도 1의 베어링 유닛의 B-B’단면도를 나타낸 것이다. 도 3의 (a)는 연결 유닛(200)이 모터 유닛(100)에 결합된 것을 나타낸 것이고, 도 3의 (b)는 연결 유닛(200)이 분리된 상태를 나타낸 것이다.
본 발명에 따른 크로스 플로우 팬은 모터 유닛(100), 공기 토출유닛(300) 및 상기 모터(100)과 공기 토출 유닛(300)의 사이에 배치되어 모터와 공기 토출 유닛(300)을 연결하는 연결유닛(200)을 포함한다.
상기 모터 유닛(100)은 모터(110), 상기 모터를 감싸면서 모터의 진동을 흡수하는 제1 진동 흡수 부재(120), 및 상기 제1 진동 흡수 부재를 감싸는 모터 하우징(130)을 포함한다.
상기 제1 진동 흡수 부재(120)는 튜브 형상으로 모터가 끼워지면서 모터의 외주면에 밀착되는 구조이고 탄성 재질로 되어 있어 모터의 진동을 흡수할 수 있다.
상기 모터 하우징(130)은 내주면에 격자 형태로 돌출된 리브(132)가 형성되고, 상기 리브(132)에 상기 제1 진동 흡수 부재가 밀착되어 상기 모터의 진동을 흡수할수 있다.
상기 모터 하우징(130)의 일측면에는 상기 연결 유닛이 체결되는 체결공(133)이 형성된 체결부(134)가 돌출되어 연결유닛(200)이 결합될 수 있다.
상기 연결 유닛(200)은 상기 모터의 회전축(112)이 관통하는 관통홀(212)이 형성되고 상기 팬 하우징의 일측에 부착되는 평평한 형상의 플레이트(210) 및 상기 플레이트(210)의 테두리에서 상기 체결부(134) 방향으로 경사져 연장된 탄성 재질의 제2 진동 흡수 부재(220)를 포함한다.
상기 플레이트(210)의 지름은 모터 하우징의 지름보다 작으며, 제2 진동 흡수 부재(220)는 플레이트(210)의 외주면에서 바깥으로 경사지게 형성되어 플레이트를 지지하는 기능을 수행한다. 그리고 제2 탄성 부재(220)는 탄성 재질로 이루어져 진동을 흡수하는 기능을 함께 수행할 수 있다. 도시된 바와 같이 제2 탄성 부재(220)에 의해 플레이트(210)가 모터(110)와 이격되어 형성되므로 모터의 진동이 플레이트로 직접 전달되지 않으므로 진동이 저감되는 효과가 있다.
마찬가지로 팬의 회전에 의해 발생하는 진동 역시 모터로 바로 전달되지 않는다. 따라서 연결 유닛(200)은 모터의 진동와 팬의 진동 모두를 감쇄하는 효과가 있다.
그리고 플레이트(210)의 가장자리에는 팬하우징(330)이 결합하기 위한 나사공(213)이 형성될 수 있다.
상기 공기 토출 유닛(300)은 상기 연결 유닛의 일측에 배치되고 상기 모터의 회전축에 결합되어 회전하는 팬(310), 상기 팬이 회전 가능하도록 하는 베어링 유닛,(320) 및 상기 팬 및 베어링 유닛을 수용하고 공기가 흡입되는 면과 공기가 토출되는 면이 개방되어 있는 팬 하우징(330)을 포함한다.
상기 팬(310)은 회전 방향을 따라 만곡된 다수의 블레이드(312)가 일정 간격으로 배열되어 있다.
상기 베어링 유닛(320)은 팬(310)의 회전축(314)에 결합되어 팬(310)이 회전가능하도록 한다. 베어링 유닛(320)은 상기 팬의 회전축에 회전 가능하게 결합되는 베어링(322), 상기 베어링의 외측면에 돌출되는 걸림 돌기(324), 상기 걸림 돌기가 걸릴 수 있는 걸림홈이 형성되고, 상기 베어링의 외주면과 이격되고 팬의 진동을 흡수하는 탄성 소재로 이루어진 제3 진동 흡수 부재(326)를 포함한다.
상기 베어링(322)은 볼 베어링을 포함하고 도시를 생략하였다. 상기 베어링(322)은 팬의 회전에 따라 진동이 발생하게 되는데, 걸림 돌기(322)를 이용해 베어링(322)과 제3 진동 흡수 부재(326)를 이격시켜 베어링의 진동이 하우징으로 직접 전달되는 것을 방지할 수 있다. 그리고 제3 진동 흡수 부재(326)를 탄성 재질을 사용하여 걸림 돌기(324)를 통해 전달되는 진동을 흡수할 수 있다. 상기 걸림 돌기(324)는 말단부에 반원 형상의 걸림부가 형성되어 있어 걸림홈(324)에 걸릴 수 있는 구조이다.
크로스 플로우 팬이 기계실과 같은 곳에 설치되는 경우, 팬이 회전하면서 외부 공기가 유입되고 실내의 더운 공기를 바깥으로 배출시켜 실내 온도를 낮출 수 있다. 팬이 회전하면서 공기가 토출될 때 와류가 발생할 수 있으므로 공기가 토출되는 전방에 분리막(332)을 설치하여 와류 발생을 방지할 수 있다.
상기 분리막(332)에는 돌기(미도시)가 형성되어 있어 토출되는 공기가 돌기를 따라 흐르면서 와류가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 분리막(332)의 설치 위치에 따라 와류 발생 정도가 달라지는데, 본 발명에서와 같이 분리막의 상부, 분리막의 높이, 분리막의 하부의 비가 39 :1 : 38 의 비율로 하는 경우 와류 발생을 효과적으로 방지할 수 있다. 분리막의 상부는 팬 하우징(330)의 상부에서 분리막 상부까지의 높이고, 분리막 하부는 팬 하우징(330)의 하부에서 분리막 하부까지의 높이이다.
지금까지 본 발명에 따른 크로스 플로우 팬의 구성을 살펴보았다. 이상 살펴본바과 같은 구성으로 모터 및 팬의 회전으로 인해 발생하는 진동과 소음을 방지할 수 있을뿐만 아니라 와류 발생을 방지할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 크로스 플로우 팬의 동작을 살펴본다.
크로스 플로우 팬의 모터에 전원이 인가되고 모터가 구동되면 모터의 회전축이 회전하게 되고, 회전축에 결합된 팬이 회전하면서 외부 공기를 유입하고 동시에 내부 공기를 토출하면서 실내 온도를 낮출 수 있다. 이때 팬의 회전을 원활히 하기 위해 베어링이 팬 하우징에 삽입되는데, 모터와 베어링은 팬 하우징을 기준으로 서로 맞은편에 설치된다.
모터(110)는 회전하면서 진동이 발생할 수 있는데, 본 발명에서는 모터를 감싸는 제1 진동 흡수 부재(120)를 이용하여 모터의 진동을 1차적으로 흡수한다. 따라서 모터(110)에서 발생된 진동은 감쇄되어 모터 하우징(130)으로 전달된다. 상기 제1 진동 흡수 부재(120)가 러버와 같은 탄성 소재로 되어 있어 진동을 흡수할 수 있을 뿐만 아니라 모터 하우징(130)의 내주면에 형성된 리브(132)에 의해 일정 간격으로 하우징(130)과 진동 흡수 부재(120) 사이에 공간이 형성되므로 진동 발생시 제1 진동 흡수 부재(120)가 더욱 더 진동을 잘 흡수 할 수 있다.
그리고 모터 하우징(130)과 팬 하우징(330) 사이에 형성된 연결 유닛(200)에 의해 모터 유닛(100)의 진동이 공기 토출 유닛(300)으로 전달되는 것을 차단하고, 반대로 공기 토출 유닛(300)에서 발생된 진동이 모터 유닛(100)으로 전달되는 것을 차단할 수 있다. 앞서 살펴본 바와 같이 연결 유닛은 탄성 소재로 된 제2 진동 흡수 부재(220)를 포함하고 있어 진동을 효과적으로 차단할 수 있다.
마지막으로, 팬 하우징(330) 내에는 베어링 유닛(320)을 형성하여 팬이 잘 회전되도록 함과 동시에 베어링 유닛(320)에 제3 진동 흡수 부재(326)를 설치하여 팬의 회전에 의해 발생하는 진동을 흡수할 수 있다.
상기와 같이 제1 내지 제3 진동 흡수 부재를 사용하여 진동을 획기적으로 저감할 수 있다.
또한, 팬 하우징(330)의 전방에 분리막을 설치하여 와류 발생을 방지하고, 와류에 의해 발생하는 소음 및 진동을 저감할 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 모터 유닛
110 : 모터
120 : 제1 진동 흡수 부재
130 : 모터 하우징
200 : 연결 유닛
210 : 플레이트
220 : 제2 진동 흡수 부재
300 : 공기 토출 유닛
310 : 팬
320 : 베어링 유닛
330 : 팬 하우징

Claims (3)

  1. 모터 유닛, 공기 토출 유닛, 및 상기 모터와 공기 토출 유닛을 연결하는 연결 유닛을 포함하는 크로스 플로우 팬으로써,
    상기 모터 유닛은,
    모터;
    상기 모터를 감싸면서 모터의 진동을 흡수하는 제1 진동 흡수 부재; 및
    상기 제1 진동 흡수 부재를 감싸는 모터 하우징을 포함하고,
    상기 제1 진동 흡수 부재는 튜브 형상의 탄성 재질로 이루어지며, 상기 모터의 외주면에 밀착되며,
    상기 모터 하우징은 내주면에 격자 형태로 돌출된 리브가 형성되고, 상기 리브에 상기 제1 진동 흡수 부재가 밀착되어 상기 모터의 진동을 흡수하며,
    상기 모터 하우징의 일측면에는 상기 연결 유닛이 체결되는 체결공이 형성된 체결부가 돌출되고,
    상기 연결 유닛은
    상기 모터의 회전축이 관통하는 관통홀이 형성되어 팬 하우징의 일측에 부착되는 평평한 형상의 플레이트; 및
    상기 플레이트의 테두리에서 상기 체결부 방향으로 경사져 연장된 탄성 재질의 제2 진동 흡수 부재를 포함하고,
    상기 공기 토출 유닛은,
    상기 연결 유닛의 일측에 배치되고 상기 모터의 회전축에 결합되어 회전하는 팬;
    상기 팬이 회전 가능하도록 하는 베어링 유닛; 및
    상기 팬 및 베어링 유닛을 수용하고 공기가 흡입되는 면과 공기가 토출되는 면이 개방되어 있는 팬 하우징을 포함하고,
    상기 베어링 유닛은,
    상기 팬의 회전축에 회전 가능하게 결합되는 베어링;
    상기 베어링의 외측면에 돌출되는 걸림 돌기; 및
    상기 걸림 돌기가 걸릴 수 있는 걸림홈이 형성되고, 상기 베어링의 외주면과 이격되고 팬의 진동을 흡수하는 탄성 소재로 이루어진 제3 진동 흡수 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 크로스 플로우 팬.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 팬 하우징의 전방은 분리막에 의해 공기가 유입되는 상부와 공기가 유출되는 하부로 구분되어 있으며,
    상기 분리막에는 와류 발생을 방지하기 위한 돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 크로스 플로우 팬.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 분리막을 기준으로 분리막 상부의 높이, 분리막의 높이, 및 분리막 하부의 높이의 비는 39 : 1 : 38 인 것을 특징으로 하는 크로스 플로우 팬.
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