KR102203883B1 - 환풍기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 임펠러의 소음을 저감하여 쾌적한 실내환경을 제공하고, 환기효율이 향상을 향상시키기 위한 환풍기를 제공하고자 하는 것이며,
공기가 유입되는 흡입부를 포함하는 임펠러 하우징; 및 상기 임펠러 하우징 내부에 접촉되지 않도록 수납되고, 가장자리에 복수의 블레이드가 형성된 임펠러; 를 포함하고, 상기 흡입부는, 공기가 유입되도록 관통형성되는 흡입구; 흡입구의 둘레를 따라 곡면으로 형성되며, 일단이 상기 흡입구를 형성하며, 타단은 상기 흡입구보다 상기 임펠러 하우징 외측 방향으로 돌출되도록 연장형성되는 오리피스; 상기 오리피스의 타단으로부터 상기 블레이드를 향해 연장형성되는 차단부; 상기 차단부로부터 상기 임펠러의 일단 가장자리를 향해 연장형성되는 제1밀접부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

환풍기 {Ventilator}

본 발명은 욕실이나 화장실 등 실내에 설치되어 공기를 흡입하여 배출함으로써 실내의 정체된 공기를 순환시키는 환풍기에 관한 것이다.

환풍기는 실내의 정체된 공기를 순환시킴으로써 혼탁한 공기를 프레쉬한 공기로 환기함으로써 실내 공기를 정화하고 냄새를 제거하는 장치이다.

종래의 환풍기는 환기의 본연 기능인 환기 기능에 국한되어 개발되는 것이 일반적이었으나, 최근 환풍기의 기능이 다변화되면서, 환풍기가 본래 기능에서 벗어나 온풍, 청풍을 제공하는 제품 등이 개발되고 있다.

도 8은 종래 환풍기에 포함되는 임펠러 및 임펠러 하우징의 단면을 도시한 것으로, 임펠러(5)가 상측커버(2)와 하측커버(3)로 이루어진 하우징 내에 수용되어 있는 것을 볼 수 있다. 여기서 공기가 유입되는 방향을 기준으로 볼 때, 임펠러 외주에 형성된 블레이드는 공기 유입방향을 따라 양 단에 곡면을 가지도록 형성되어 있다. 또한 상측커버(2) 및 하측커버(3)는 상기 임펠러(5)의 가장자리로부터 임펠러(5)와 충분한 간격을 가지도록 형성되는 유로형성부(4)가 형성되어 있다.

또한 아래 특허문헌 1에도 임펠러의 양단이 곡면으로 형성되고, 공기 유입구의 가장자리를 따라 볼록하게 형성하여 공기가 임펠러의 블레이드를 거치지 않고 바로 토출구 측으로 유동할 수 있는 임펠러 및 임펠러 하우징 구조를 도시하고 있다.

종래기술에서 임펠러(5)의 양 단을 곡면으로 형성하는 구성 및 유로형성부(4)를 형성하는 구성은, 공기가 임펠러의 양단 외측으로 자유롭게 흐르도록 함으로써, 공기와 환풍기 내부의 각종 구성요소의 마찰을 줄여, 팬소음을 줄이고자 개발된 구성 요소였다.

그러나 유로형성부(4)를 형성하여 공기를 자유롭게 흐르게 하더라도 소음이 발생하기 때문에 소음을 더욱 줄이고자 하는 연구가 계속되고 있으며, 더불어 유로형성부(4)를 통해 공기가 자유롭게 임펠러 내외부를 출입함으로써 환기효율이 저하된다는 문제점이 있다.

KR 10-2009-0081916 A "송풍장치 및 그를 갖는 공기조화기"

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 구체적으로는 임펠러의 소음을 저감하여 쾌적한 실내환경을 제공하는 환풍기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 임펠러의 블레이드를 거치지 않고 임펠러 하우징을 출입하는 공기로 인해 환기효율이 저하되는 것을 개선함으로써, 환기효율이 향상된 환풍기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예는 상기와 같은 과제를 해결하고자, 공기가 유입되는 흡입부를 포함하는 임펠러 하우징; 및 상기 임펠러 하우징 내부에 접촉되지 않도록 수납되고, 가장자리에 복수의 블레이드가 형성된 임펠러; 를 포함하고, 상기 흡입부는, 공기가 유입되도록 관통형성되는 흡입구; 흡입구의 둘레를 따라 곡면으로 형성되며, 일단이 상기 흡입구를 형성하며, 타단은 상기 흡입구보다 상기 임펠러 하우징 외측 방향으로 돌출되도록 연장형성되는 오리피스; 상기 오리피스의 타단으로부터 상기 블레이드를 향해 연장형성되는 차단부; 상기 차단부로부터 상기 임펠러의 일단 가장자리를 향해 연장형성되는 제1밀접부; 를 포함하는 환풍기를 제공하는 것을 특징으로 한다. 오리피스, 차단부 및 제1밀접부는 임펠러 하우징의 상부소음방지부를 구성하는데, 상부소음방지부는 임펠러의 일단 외측에서 공기가 토출부 측으로 새는 것을 방지함으로써, 환풍기의 소음을 저감시킨다.

나아가 상기 오리피스의 일단에서 상기 오리피스의 접선방향으로 연장형성되는 연장부를 더 포함하여, 공기가 더욱 스무스하게 유입되도록 유도할 수 있다. 더불어 상기 제1밀접부의 단부로부터 연장형성되되, 상기 임펠러 하우징의 외측방향으로 확장되는 제1확장부를 포함할 수 있다. 제1확장부를 통해 임펠러의 블레이드를 통과하여 토출되는 공기가 임펠러 하우징에 마찰되어 발생되는 소음 및 진동을 저감할 수 있다.

또한 본 발명 환풍기는 상기 흡입부의 반대측에서 상기 임펠러 하우징을 관통하여 상기 임펠러에 결합되는 모터; 를 더 포함하고, 상기 임펠러 하우징은, 상기 모터가 수납되도록 상기 임펠러의 중앙 부분으로 함몰형성되는 모터연결부; 상기 모터연결부의 가장자리로부터 상기 임펠러의 타단 가장자리를 향해 상기 임펠러와 평행하게 연장형성되는 제2밀접부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 제2밀접부는 임펠러 하우징의 하부소음방지부를 구성하여, 임펠러의 타단 외측에서 블레이드를 통하지 않고 공기가 모터측으로 새는것을 방지함으로써 환풍기의 소음을 저감시킨다.

나아가 상기 제2밀접부의 단부로부터 연장형성되되, 상기 임펠러 하우징의 외측방향으로 확장되는 제2확장부를 포함할 수 있다. 제2확장부는 제1확장부와 마찬가지의 효과를 가진다.

또한 본 발명 환풍기는 상기 블레이드는 상기 임펠러에 일단 및 타단이 연결되고, 상기 블레이드의 일단 및 타단은 일(一)자로 형성되어, 상기 임펠러의 일단 및 타단의 가장자리가 일(一)자로 형성되는 것을 특징으로 한다. 임펠러가 일자로 형성됨으로써, 임펠러 일단 및 타단과 제1밀접부, 제2밀접부 사이가 밀접하게 형성되는 것을 용이하게 구현할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.

본 발명에 따르면 상부소음방지부 및 하부소음방지부에 의해 임펠러의 외측에서 공기가 토출부 측으로 새는 것을 방지함으로써, 환풍기의 진동 및 소음을 저감시킨다. 나아가 비의도적으로 새는 공기를 단속함으로써 환풍기의 환기효율을 향상시킬 수 있다.

또한 제1밀접부 및 제2밀접부는 임펠러와 매우 근접하도록 설치되되, 제1확장부 및 제2확장부는 임펠러 하우징의 외측방향으로 연장되게 형성함으로써 임펠러의 블레이드를 통해 토출되는 공기에 의한 소음 또한 절감할 수 있다는 효과가 있다.

효과를 더욱 구체적으로 설명하면, 종래 도 8과 같은 곡선형 임펠러(5) 및 유로형성부(4)를 사용하였을 때, 임펠러 및 유로형성부 사이로 바람이 새는 것에 의하여, 소음이 저풍량(80CMH) 시 약 32dB로 측정되고, 고풍량(130CMH) 시 약 52dB로 측정되었다.

그러나 본 발명 적용 시, 상부소음방지부 및 하부소음방지부에 의하여 바람이 새지 않아, 저풍량(80CMH) 시 소음이 약 26.7dB로 측정되어 기존대비 6dB 이상 감소되는 효과가 있으며, 나아가 186.5CMH 에서 소음이 53.3dB로 측정되어, 기존 동일 소음 대비 풍량을 크게 확대할 수 있다는 효과를 실험을 통하여 확인하였다.

도 1은 본 발명 환풍기의 사시도,
도 2는 도 1의 분해사시도,
도 3은 도 1의 단면도,
도 4의 (a)는 도 3의 A 부분 확대도, (b)는 도 3의 B 부분 확대도,
도 5의 (a)는 도 2의 임펠러의 정면도, (b)는 도 2의 임펠러의 사시도,
도 6은 도 2의 상부커버를 상측에서 바라본 사시도,
도 7은 도 2의 하부커버를 상측에서 바라본 사시도,
도 8은 종래 임펠러 및 임펠러 하우징의 단면도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명 환풍기의 사시도, 도 2는 도 1의 분해사시도, 도 3은 도 1의 단면도, 도 4의 (a)는 도 3의 A 부분 확대도, (b)는 도 3의 B 부분 확대도, 도 5의 (a)는 도 2의 임펠러의 정면도, (b)는 도 2의 임펠러의 사시도, 도 6은 도 2의 상부커버를 상측에서 바라본 사시도, 도 7은 도 2의 하부커버를 상측에서 바라본 사시도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명 환풍기(1)는 임펠러(50)와, 임펠러(50)가 수납되는 임펠러 하우징을 포함한다. 임펠러 하우징은 임펠러(50) 일단을 커버하고 공기가 유입되는 흡입부(11)가 형성된 상부커버(10), 임펠러(50) 타단을 커버하는 하부커버(30)를 포함한다. 또한 모터(70)가 임펠러(50) 하부커버(30)를 관통하여 임펠러(50)에 결합되도록 마련된다. 즉, 도 2와 같이 상부커버(10), 임펠러(50), 하부커버(30), 모터(70)가 순차로 배치되어 결합되도록 형성된다.

임펠러 하우징은 공기가 유입되는 흡입구(14)가 중앙부에 형성되고 모터(70)가 결합되는 원통형 흡입부(11)와, 흡입부(11)의 접선방향이나 이와 근사한 방향으로 연장형성되는 관형 토출부(12, 32)를 포함하여, 실내의 공기는 임펠러 하우징의 흡입부(11)와 토출부(12, 32)를 거쳐 환풍기(1)의 외측으로 송풍된다.

상부커버(10)에는 흡입부(11)와 토출부(12)가 형성되며, 토출구에는 실내측에서 흡입된 공기를 다시 실내측으로 배출하기 위한 댐퍼홀(13)이 형성될 수 있다. 흡입부(11)에는 흡입구(14)와 흡입구(14) 가장자리에 상부소음방지부(15)가 형성된다. 흡입구(14)는 임펠러(50) 형상에 대응되도록 원형으로 형성되는 것이 바람직하다.

도 3 및 도 4의 (a)를 참조하면, 상부소음방지부(15)는, 흡입구(14)를 형성하며, 연장부(16), 오리피스(17), 차단부(18), 제1밀접부(19), 제1확장부(20)가 순서대로 연장형성되도록 형성될 수 있다.

먼저 오리피스(17)는 흡입구(14)의 둘레를 따라 곡면으로 형성되며, 일단이 상기 흡입구(14)를 형성하며, 타단은 흡입구(14)보다 임펠러 하우징 외측 방향으로 돌출되도록 연장형성된다. 연장부(16)는 오리피스(17)의 일단에서 오리피스(17)의 접선방향 및 임펠러(50)의 내측 방향으로 연장형성된다. 오리피스(17) 및 연장부(16)는 공기가 흡입구(14)를 통해 스무스하게 유입되며, 유입되면서 풍압을 향상되도록 하는 기능을 한다.

차단부(18)는 오리피스(17)의 타단으로부터 블레이드(53)를 향해 연장형성될 수 있다. 특히 연장부(16)의 연장방향과 동일하게 임펠러(50)의 내측 방향, 흡입구(14)와 동일한 방향으로 연장되는 것이 바람직하다. 차단부(18)는 공기가 임펠러 하우징 내측으로 유입된 후, 임펠러(50)의 블레이드(53)를 거치지 않고, 토출부(12, 32) 측으로 새어 나가는 것을 방지하기 위해 공기의 흐름을 차단해 버리는 기능을 한다.

제1밀접부(19)는 차단부(18)로부터 임펠러(50)의 일단(상단) 가장자리를 향해 연장형성될 수 있다. 차단부(18) 및 제1밀접부(19)에 의해 임펠러(50)는 임펠러 하우징과 접촉하지 않은 상태로 수납되면서 임펠러 하우징과의 매우 좁게 형성할 수 있다. 임펠러 하우징과 임펠러(50) 사이의 틈이 매우 좁게 형성되므로 공기가 임펠러(50) 외측에서 비의도적으로 새는 것을 방지할 수 있다.

제1확장부(20)는 제1밀접부(19)의 단부로부터 연장형성되며, 임펠러 하우징의 외측방향으로 턱을 형성하며 내부 공간을 확장시키도록 형성될 수 있다. 상술한바와 같이, 제1확장부(20)는, 공기가 임펠러(50)의 블레이드(53)를 통과하여 토출될 때 임펠러 하우징에 마찰되어 발생되는 소음 및 진동을 저감하기 위한 구조이다.

하부커버(30)는 임펠러(50)에 결합되는 모터(70)를 수납하기 위한 모터(70)수납부(31)와, 토출부(32)가 형성되며, 토출부(32)에는 상기 댐퍼홀을 개폐하는 댐퍼(미도시)의 위치를 가이드하는 댐퍼 가이드리브(33)가 형성될 수 있다. 모터(70) 모터(70)수납부(31)는 모터(70)가 수납되는 공간의 측벽을 이루도록 임펠러(50)의 중앙 부분으로 함몰형성되는 모터연결부(34)가 연장형성되어 형성된다. 모터(70)수납부(31)의 중앙부에는 모터축(71)이 삽입될 수 있도록 모터홀(35)이 형성되어 있다.

또한 하부커버(30)는 하부소음방지부(36)를 포함하며, 하부소음방지부(36)는 모터연결부(34), 제2밀접부(37), 제2확장부(38)가 순차로 연장형성되는 것으로 구성될 수 있다.

도 3 및 도 4의 (b)를 참조하여 하부소음방지부(36)의 각 구성을 설명하면, 먼저 제2밀접부(37)는, 모터연결부(34)의 가장자리로부터 임펠러(50)의 타단(하단) 가장자리를 향해 상기 임펠러(50)와 평행하게 연장형성된다. 즉, 제2밀접부(37)는 제1밀접부(19)와 대응되는 형상 및 기능을 가진다.

제2확장부(38)는 제2밀접부(37)의 단부로부터 연장형성되되, 상기 임펠러 하우징의 외측방향으로 단턱을 형성하며 확장되는 방향으로 형성된다. 마찬가지로 제2확장부(38)는 제1확장부(20)와 대응되는 형상 및 기능을 가진다.

따라서 상술한 제1밀접부(19), 제2밀접부(37), 제1확장부(20), 제2확장부(38)에 의해 임펠러(50)하우징의 흡입부(11)측은 임펠러(50)의 가장자리를 따라 임펠러(50)에 밀착되어 있으며, 외측은 두께가 다소 두꺼워지는 형상을 갖는다.

또한 도 5를 참조하면, 본 발명의 임펠러(50)는 일(一)자로 형성된다. 더욱 구체적으로 설명하면, 임펠러(50)는 하판(51), 하판(51)의 중앙부에 형성되며 모터(70)가 수납되고 모터축(71)이 삽입되도록 상방으로 함몰형성되는 모터삽입부(52), 하판(51)의 가장자리에 하단이 연결되고 상방으로 연장형성되는 복수의 블레이드(53), 복수의 블레이드(53)의 상단 외측을 연결하며 임펠러(50)의 상면 가장자리를 형성하는 지지리브(54)를 포함한다.

여기서 블레이드(53)의 상단 및 하단이 일(一)자로 형성됨으로써 도 5 (a)와 같이 임펠러(50)가 전체적으로 형성될 수 있다. 이를 위해 지지리브(54)의 상면도 블레이드(53)의 상단과 동일한 평면상으로 형성하는 것이 바람직하다.

임펠러(50)가 일자로 형성됨으로써, 임펠러(50) 일단 및 타단과 제1밀접부(19), 제2밀접부(37) 사이가 매우 좁은 틈을 가지도록 가공될 때, 가공 및 조립의 정밀도를 더욱 높일 수 있다는 장점이 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능한 것으로, 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 : 환풍기
10 : 상부커버 11 : 흡입부
12 : 토출부 13 : 댐퍼홀
14 : 흡입구 15 : 상부소음방지부
16 : 연장부 17 : 오리피스
18 : 차단부 19 : 제1밀접부
20 : 제1확장부
30 : 하부커버 31 : 모터수납부
32 : 토출부 33 : 댐퍼 가이드리브
34 : 모터연결부 35 : 모터홀
36 : 하부소음방지부 37 : 제2밀접부
38 : 제2확장부
50 : 임펠러 51 : 하판
52 : 모터연결부 53 : 블레이드
54 : 지지리브
70 : 모터 71 : 모터축

Claims (3)

1. 공기가 유입되는 흡입부를 포함하는 임펠러 하우징; 및
   상기 임펠러 하우징 내부에 접촉되지 않도록 수납되고, 가장자리에 복수의 블레이드가 형성된 임펠러;
   를 포함하고,
   상기 흡입부는,
   공기가 유입되도록 관통형성되는 흡입구;
   흡입구의 둘레를 따라 곡면으로 형성되며, 일단이 상기 흡입구를 형성하며, 타단은 상기 흡입구보다 상기 임펠러 하우징 외측 방향으로 돌출되도록 연장형성되는 오리피스;
   상기 오리피스의 타단으로부터 상기 블레이드를 향해 연장형성되는 차단부;
   상기 차단부로부터 상기 임펠러의 일단 가장자리를 향해 연장형성되며, 상기 임펠러의 일단 가장자리 내측부터 외측까지 연장형성되는 제1밀접부; 및
   상기 제1밀접부의 단부로부터 연장형성되며, 상기 임펠러 하우징의 외측 방향으로 턱을 형성하도록 형성되는 제1확장부;
   를 포함하고, 상기 흡입구, 오리피스, 차단부, 제1밀접부 및 제1확장부가 순서대로 연장형성되는 것을 특징으로 하는 환풍기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 흡입부의 반대측에서 상기 임펠러 하우징을 관통하여 상기 임펠러에 결합되는 모터;
   를 더 포함하고,
   상기 임펠러 하우징은,
   상기 모터가 수납되도록 상기 임펠러의 중앙 부분으로 함몰형성되는 모터연결부;
   상기 모터연결부의 가장자리로부터 상기 임펠러의 타단 가장자리를 향해 상기 임펠러와 평행하게 연장형성되며, 상기 임펠러의 타단 가장자리 내측부터 외측까지 연장형성되는 제2밀접부; 및
   상기 제2밀접부의 단부로부터 연장형성되며, 상기 임펠러 하우징의 외측 방향으로 턱을 형성하도록 형성되는 제1확장부;
   를 더 포함하고, 상기 모터연결부, 제2밀접부 및 제1확장부가 순서대로 연장형성되는 것을 특징으로 하는 환풍기.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 블레이드는 상기 임펠러에 일단 및 타단이 연결되고, 상기 블레이드의 일단 및 타단은 일(一)자로 형성되어, 상기 임펠러의 일단 및 타단의 가장자리가 일(一)자로 형성되는 것을 특징으로 하는 환풍기.
   

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