KR102342194B1 - 고효율 저소음 송풍기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 송풍기에 관한 것으로서, 특히 다풍량 및 다풍압 특성을 가져 시로코 팬과 터보 팬의 중간형을 이루면서, 동급 사양 대비 효율이 높고 소음이 적도록, 축방향의 양측에서 흡입된 공기를 축 방향에 수직으로 배출하는 임펠러와, 상기 임펠러가 내측에 구비되고 상기 임펠러의 축방향의 양측에 흡입구가 형성되며 상기 임펠러의 반경방향의 일측에 배출구가 형성된 케이싱을 포함하되, 상기 임펠러는, 회전방향을 향해 만곡된 곡면을 이루면서 회전방향에 대하여 반대방향으로 경사지게 설치되는 복수 개의 블레이드를 포함하며, 상기 케이싱은, 외부 케이싱과, 외부 케이싱의 내측을 둘러싸면서 외부 케이싱으로부터 소정의 간격 이격설치되고 복수 개의 통공이 타공된 내부 케이싱을 포함하는 것을 특징으로 하는 고효율 저소음 송풍기에 관한 것이다.

Description

고효율 저소음 송풍기{Blower having a high efficiency and low noise}

본 발명은 송풍기에 관한 것으로서, 특히 다풍량 및 다풍압이 발생되면서 소음이 적은 고효율 저소음 송풍기에 관한 것이다.

일반적으로 송풍기는, 공기와 같은 기체에 압력을 가해 내보내는 기계를 의미하며, 압력의 대소에 따라 팬(fan), 블로어(blower), 압축기(compressor)로 나뉘어지며, 통상 송풍기라 칭하는 것은 블로어를 말한다.

그리고 송풍기는, 날개(blade)의 형상에 따라, 기체를 축 방향에 수직으로 송풍되는 원심형 송풍기(Centricugal blower)와, 기체를 축 방향으로 송풍하는 축류형(Axil Fan)이 구분된다. 그 중 원심형 송풍기는, 대표적으로 시로코 팬(Sirocco fan, 다익 팬)과 터보 팬(Turbbo fan)으로 나뉘어진다.

한편, 자동차 정비업소의 도장 부스는, 급기쪽에 상대적으로 풍압이 작고 풍량이 많은 시로코 팬을 사용하여 부스 안으로 신선한 공기를 유입시키고, 부스 내에서 발생하는 휘발성 유기화합물(VOC), 미세먼지 등은 배기쪽에 상대적으로 풍압이 큰 터보팬을 통해 대기 중으로 배출하도록 구성된다.

그러나, 좁은 공간에 마련된 자동차 정비업소는 한정된 공간 내에 많은 설비들이 구비되어야 하므로, 사업장 내 도장 부스 및 환기 설비를 구축하는데 어려움이 따르고 있다. 그리고, 대형화된 도장 부스가 마련된 자동차 정비업소는, 상술한 바와 같은 시로코팬과 터보팬을 복합적으로 사용하더라도, 도장 부스 내에서 발생되는 접착성이 강한 물질들로 인해 기 설치된 환기설비들의 효율이 떨어지고 필터들이 단시간 내에 막히게 된다는 문제가 있으며, 이러한 문제를 조금이나마 해소하고자 대형 송풍기를 설치하고 있기는 하나, 송풍기 모터 용량, 송풍기의 크기가 커지고, 소음도 크게 발생되어 작업장 전체가 소음으로 가득차게 되는 문제가 발생되고 있다.

1. 대한민국 등록특허 제10-1598782호 '터보팬 및 이를 포함하는 공기 조화기'

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서 다풍량 및 다풍압 특성을 가져 시로코 팬과 터보 팬의 중간형을 이루면서, 동급 사양 대비 효율이 높고 소음이 적은 고효율 저소음 송풍기를 제공함에 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명인 고효율 저소음 송풍기는, 축방향의 양측에서 흡입된 공기를 축 방향에 수직으로 배출하는 임펠러와, 상기 임펠러가 내측에 구비되고 상기 임펠러의 축방향의 양측에 흡입구가 형성되며 상기 임펠러의 반경방향의 일측에 배출구가 형성된 케이싱을 포함하되, 상기 임펠러는, 회전방향을 향해 만곡된 곡면을 이루면서 회전방향에 대하여 반대방향으로 경사지게 설치되는 복수 개의 블레이드를 포함하며, 상기 케이싱은, 외부 케이싱과, 외부 케이싱의 내측을 둘러싸면서 외부 케이싱으로부터 소정의 간격 이격설치되고 복수 개의 통공이 타공된 내부 케이싱을 포함한다.

또한, 상기 임펠러는, 케이싱에 인접한 일단측 직경이 타단측 직경보다 작은 깔때기 형태를 이루면서 임펠러의 양측에 구비되어 흡입된 공기를 안내하는 슈라우드를 더 포함하되, 상기 슈라우드는, 일단과 타단을 연결하는 측면이 내측으로 만곡된 곡면을 이루도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 블레이드는, 일부 가장자리가 슈라우드의 측면에 대응되는 곡선인 제1 고정라인을 형성하여, 제1 고정라인이 슈라우드의 측면과 결합되되, 상기 슈라우드의 타단은 제1 고정라인보다 돌출되게끔 연장되면서 슈라우드의 일단측 방향을 향해 구부러진 에지부가 형성될 수 있다.

또한, 상기 임펠러는 판 형태를 이루면서 수직으로 배치되는 중앙고정판을 더 포함하고, 복수 개의 블레이드가 중앙고정판의 양측편에 방사상으로 구비되되, 상기 블레이드는, 제1 고정라인과 마주하면서 중앙고정판과 결합되는 직선형 가장자리인 제2 고정라인과, 슈라우드의 타단에 위치하는 제1 고정라인의 일단과 제2 고정라인의 일단을 연결하면서 외측을 향해 볼록한 곡선형 가장자리인 흡입라인과, 슈라우드의 일단에 위치하는 제1 고정라인의 타단과 제2 고정라인의 타단을 연결하는 직선형 가장자리인 배출라인을 포함할 수 있다.

또한, 상기 블레이드는, 제1 고정라인, 배출라인, 제2 고정라인, 흡입라인 순으로 점차 긴 길이를 가지도록 형성되되, 상기 흡입라인은, 임펠러의 회전축과 인접한 지점까지 구비되어, 흡입구를 통해 노출될 수 있다.

본 발명에 따르면, 외부 케이싱과 내부 케이싱의 이격된 공간에 에어자켓으로 인한 포켓 현상으로 소음을 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 시크로 팬과 터보 팬의 중간형을 이루는 광폭의 블레이드를 통해 케이싱 내에서 원활한 공기 흐름을 형성하면서 다풍량 및 다풍압 특성을 가질 수 있으며 동급 사양 대비 효율을 높일 수 있다.

이러한 본 발명은, 상대적으로 설치 면적을 줄일 수 있음은 물론, 전력 소모도 줄일 수 있어 공간 활용도와 경제성을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명인 고효율 저소음 송풍기를 평면에서 본 개략도,
도 2는 본 발명인 고효율 저소음 송풍기를 정면에서 본 개략도,
도 3은 본 발명인 고효율 저소음 송풍기를 우측면에서 본 개략도,
도 4는 본 발명인 고효율 저소음 송풍기에 적용되는 임펠러의 구조를 보여주는 개략도,
도 5는 본 발명인 고효율 저소음 송풍기에 적용되는 블레이드의 구조를 보여주는 도면.

본 발명에서는 다풍량 및 다풍압 특성을 가져 시로코 팬과 터보 팬의 중간형을 이루면서, 동급 사양 대비 효율이 높고 소음이 적도록, 축방향의 양측에서 흡입된 공기를 축 방향에 수직으로 배출하는 임펠러와, 상기 임펠러가 내측에 구비되고 상기 임펠러의 축방향의 양측에 흡입구가 형성되며 상기 임펠러의 반경방향의 일측에 배출구가 형성된 케이싱을 포함하되, 상기 임펠러는, 회전방향을 향해 만곡된 곡면을 이루면서 회전방향에 대하여 반대방향으로 경사지게 설치되는 복수 개의 블레이드를 포함하며, 상기 케이싱은, 외부 케이싱과, 외부 케이싱의 내측을 둘러싸면서 외부 케이싱으로부터 소정의 간격 이격설치되고 복수 개의 통공이 타공된 내부 케이싱을 포함하는 것을 특징으로 하는 고효율 저소음 송풍기를 제안한다.

본 발명의 권리범위는 이하에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진자에 의하여 다양하게 변형 실시될 수 있다.

이하, 본 발명인 고효율 저소음 송풍기는 첨부된 도 1 내지 도 5를 참고로 상세하게 설명한다.

본 발명인 고효율 저소음 송풍기는, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 회전함에 따라 축방향의 양측에서 흡입된 공기를 축방향에 수직으로 배출하는 임펠러(100)와, 임펠러(100)가 내측에 구비되고 임펠러(100)의 축방향의 양측에 흡입구가 형성되며 임펠러(100)의 반경방향의 일측에 배출구가 형성된 케이싱(200)을 포함하는 양흡입 송풍기이다.

임펠러(100)는 케이싱(200) 양측의 흡입구를 관통하게끔 구비되는 회전축(300)을 중심으로 회전축(300)과 함께 회전되도록 구비되며, 회전축(300)은 다양한 구동 방식을 통해 회전될 수 있고, 일 예로 벨트를 통해 모터로부터 회전력을 전달받아 회전될 수 있다.

이러한 임펠러(100)는 판 형태를 이루는 복수 개의 블레이드(110)가 구비되는데, 블레이드(110)는 회전방향을 향해 만곡된 곡면을 이루도록 형성되어, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 회전방향에 대하여 반대방향으로 경사지게 설치된다. 즉, 블레이드(110)는 후향형(back ward)을 이룬다.

그리고 본 발명은 양흡입 송풍기인바, 임펠러(100)는 축방향의 일측 및 타측에서 독립적으로 공기를 흡입할 수 있게끔 판 형태를 이루면서 중앙에 수직으로 배치되는 중앙고정판(130)을 더 포함할 수 있다. 따라서, 복수 개의 블레이드(110)는 도 4에 도시된 바와 같이 중앙고정판(130)의 양측편에 방사상으로 구비되어, 중앙고정판(130)의 일측편에 방사상으로 구비된 복수 개의 블레이드(110)는 축방향의 일측에서 공기를 흡입하고, 중앙고정판(130)의 타측편에 방사상으로 구비된 복수 개의 블레이드(110)는 축방향의 타측에서 공기를 흡입한다.

중앙고정판(130)은, 일 예로 복수 개의 떨림완화공(131)이 관통형성될 수 있다. 떨림완화공(131)은 구체적인 일 예로, 도 4에 도시된 바와 같이 중앙고정판(130)의 중심을 기준으로 방사상으로 복수 개가 관통형성될 수 있으며, 약 직경 1~2cm 정도를 이루도록 형성될 수 있다. 이러한 떨림완화공(131)은, 중앙고정판(130)을 기준으로 양측에서 흡입되는 공기의 압력차를 완화시켜주는 역할을 하므로, 임펠러(100)가 흔들림없이 보다 안정적으로 회전하게 된다.

임펠러(100)는 케이싱(200)의 양측에 형성된 흡입구를 통해 흡입되는 공기를 임펠러(100)의 블레이드(110)로 안내하는 슈라우드(120)를 더 포함할 수 있다. 슈라우드(120)는 일 예로, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 케이싱(200)에 인접한 일단측 직경이 타단측 직경보다 작은 깔때기 형태를 이룰 수 있으며, 이러한 슈라우드(120)는 임펠러(100)의 양측에 각각 구비될 수 있다. 본 발명에서의 슈라우드(120)는 일단과 타단을 연결하는 측면이 내측으로 만곡된 곡면을 이루도록 형성됨이 바람직하며, 이 경우 측면이 기울어진 평면을 이루도록 형성된 경우에 비해 슈라우드(120)의 일단측과 타단측 간의 압력차가 크게 형성되는바, 블레이드(110)로 흡입된 공기를 원활히 안내할 수 있다.

임펠러(100)를 구성하는 블레이드(110) 각각은, 일부 가장자리가 슈라우드(120)와 결합되고, 일부 가장자리가 중앙고정판(130)에 결합되어, 안정적으로 고정된 상태를 이룰 수 있다. 이하에서 블레이드(110)의 가장자리를 설명함에 있어, 직선 또는 곡선이라 하는 것은, 하나의 블레이드(110)를 평면에서 판 형태를 이루도록 보았을 때, 이루는 가장자리 형태를 의미한다.

구체적인 일 예로, 블레이드(110)는, 도 5에 도시된 바와 같이 일부 가장자리가 슈라우드(120)의 측면에 대응되는 곡선인 제1 고정라인(111)을 형성할 수 있으며, 제1 고정라인(111)은 슈라우드(120)의 측면과 결합되어, 블레이드(110)는 슈라우드(120)의 측면에 대하여 세워지도록 구비될 수 있다. 이때, 제1 고정라인(111)이 슈라우드(120)의 측면에 결합됨에 있어, 통상 용접 방식을 통해 일체를 이루도록 결합되는바, 용접되는 과정에서 슈라우드(120) 타단의 강도가 약해질 수 있다. 이처럼 슈라우드(120)의 타단의 강도가 약해지는 것을 방지하고자, 슈라우드(120)의 타단은 도 3에 도시된 바와 같이 제1 고정라인(111)보다 돌출되게끔 연장되면서 슈라우드(120)의 일단측 방향을 향해 구부러진 에지부(121)가 형성될 수 있다. 에지부(121)는 슈라우드(120)의 타단 강도를 보강함과 더불어, 블레이드(110)의 제1 고정라인(111)이 슈라우드(120)의 타단측 끝단과 이격된 위치에서 용접이 이루어지도록 하므로, 보다 안정적으로 슈라우드(120)와 블레이드(110)를 결합시킬 수 있다.

그리고 블레이드(110)는, 제1 고정라인(111)과 더불어, 도 5에 도시된 바와 같이 제1 고정라인(111)과 마주하는 직선형 가장자리인 제2 고정라인(112)을 포함할 수 있으며, 제2 고정라인(112)은 중앙고정판(130)과 결합된다. 즉, 복수 개의 블레이드(110)는, 각각 제1 고정라인(111)이 슈라우드(120)에 결합되고, 제2 고정라인(112)이 중앙고정판(130)에 결합되면서 중앙고정판(130)을 기준으로 양측편에 방사상으로 배치된다.

상기와 같이 고정된 블레이드(110)는, 도 5에 도시된 바와 같이 슈라우드(120)의 타단에 위치하는 제1 고정라인(111)의 일단과 제2 고정라인(112)의 일단을 연결하면서 외측을 향해 볼록한 곡선형 가장자리인 흡입라인(113)과, 슈라우드(120)의 일단에 위치하는 제1 고정라인(111)의 타단과 제2 고정라인(112)의 타단을 연결하는 직선형 가장자리인 배출라인(114)을 포함할 수 있다. 따라서, 블레이드(110)는 평면에서 보았을 때, 슈라우드(120)와 결합되는 부분이 내측으로 함입된 부채꼴 형태를 이루게 된다.

이러한 블레이드(110)는, 구체적으로 제1 고정라인(111), 배출라인(114), 제2 고정라인(112), 흡입라인(113) 순으로 점차 긴 길이를 가지도록 형성될 수 있으며, 이때 흡입라인(113)은, 임펠러(100)의 회전축(300)과 인접한 지점까지 구비되어, 케이싱(200)의 흡입구를 통해 노출될 수 있다.

상기와 같은 블레이드(110)는, 흡입구를 통해 노출되는 흡입라인(113)으로 인해 공기의 흡입이 원활히 이루어지고 공기의 흡입량을 증대시킬 수 있으며, 배출라인(114)도 종래 터보팬에 비해 긴 길이를 가지게 되므로 공기의 배출량을 증대시킬 수 있어 풍량을 크게 발생시킬 수 있다. 또한, 이러한 블레이드(110)는, 흡입라인(113)과 배출라인(114)의 길이비에 따라 공기의 배출량과 흡입량이 1:0.6 ~ 1:0.8(보다 바람직하게는 1:0.7)을 이루게 되는바, 종래 시크로 팬에 근접한 날개 특성을 가지면서 종래 터보팬에 근접한 풍압을 발생시킬 수 있어, 다풍량 및 다풍압 특성을 가질 수 있다. 이에 더하여, 블레이드(110)의 출구 설치각이 35 ~ 39°(보다 바람직하게는, 37°)를 이루도록 함으로써, 동급 사양 대비 효율을 높일 수 있다.

상술한 바와 같은 임펠러(100)가 내측에 구비된 케이싱(200)은, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 외부케이싱(210)과, 외부케이싱(210)의 내측에 구비되는 내부 케이싱(220)을 포함한다. 내부케이싱(220)은, 외부케이싱(210)의 내측을 둘러싸게끔 외부케이싱(210)에 대응도록 형성되며, 외부케이싱(210)으로부터 소정의 간격 이격 설치된다. 구체적으로, 내부케이싱(220)이 외부케이싱(210)의 내측에서 일정 간격 이격된 상태로 고정될 수 있게끔 외부케이싱(210)과 내부케이싱(220) 사이에는 도 2에 도시된 바와 같이 간격형성구(230)가 구비될 수 있다. 간격형성구(230)는 복수 개가 소정의 간격으로 배치되어, 외부케이싱(210)과 내부케이싱(220) 간을 연결한다. 따라서, 외부케이싱(210)과 내부케이싱(220) 사이에는 공간이 형성된다.

그리고 내부케이싱(220)은, 도 2에 도시된 바와 같이 복수 개의 통공(221)이 타공된다. 통공(221)은 약 직경 0.1 ~ 0.2 cm을 이루도록 형성되며, 내부케이싱(220) 전체에 걸쳐 형성됨이 바람직하다. 이에 따라, 임펠러(100)의 회전으로 흡입구를 통해 케이싱(200) 내로 유입된 공기는, 일부가 통공(221)을 통해 외부케이싱(210)과 내부케이싱(220) 사이의 공간으로 유입되어 에어자켓과 같은 역할을 하므로, 임펠러(100)가 회전되면서 발생되는 소음을 저감시키는 효과를 얻을 수 있다.

케이싱(200)은 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 임펠러(100)와 인접한 일단측 직경이 타단측 직경보다 작은 깔때기 형태를 이루면서 케이싱(200) 양측에 형성된 흡입구의 내측에 구비되는 유입안내구(240)를 더 포함할 수 있다. 유입안내구(240)는 흡입구를 통해 유입되는 공기가 임펠러(100)를 향하도록 안내하는 역할을 하며, 슈라우드(120)와 마찬가지로 공기의 원활한 유입을 위해 일단과 타단을 연결하는 측면이 내측으로 만곡된 곡면을 이루도록 형성됨이 바람직하다. 또한, 유입안내구(240)의 일단측 직경은, 슈라우드(120)의 일단측 직경보다 다소 작게 형성되어, 유입안내구(240)의 일단이 슈라우드(120)의 일단 내측에 위치되도록 설치됨이 바람직하다.

상술한 바와 같은 본 발명인 고효율 저소음 송풍기는, 외부 케이싱(210)과 내부 케이싱(220)의 이격된 공간에 에어자켓으로 인한 포켓 현상으로 소음을 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 시크로 팬과 터보 팬의 중간형을 이루는 광폭의 블레이드(110)를 통해 케이싱(200) 내에서 원활한 공기 흐름을 형성하면서 다풍량 및 다풍압 특성을 가질 수 있으며 동급 사양 대비 효율을 높일 수 있다. 따라서, 본 발명은 상대적으로 설치 면적을 줄일 수 있음은 물론, 전력 소모도 줄일 수 있어 공간 활용도와 경제성을 확보할 수 있다.

100 : 임펠러 110 : 블레이드
111 : 제1 고정라인 112 : 제2 고정라인
113 : 흡입라인 114 : 배출라인
120 : 슈라우드 121 : 에지부
130 : 중앙고정판 131 : 떨림완화공
200 : 케이싱 210 : 외부 케이싱
220 : 내부 케이싱 221 : 통공
230 : 간격형성구
300 : 회전축

Claims (5)

1. 축방향의 양측에서 흡입된 공기를 축 방향에 수직으로 배출하는 임펠러(100);
   상기 임펠러(100)가 내측에 구비되고 상기 임펠러(100)의 축방향의 양측에 흡입구가 형성되며 상기 임펠러(100)의 반경방향의 일측에 배출구가 형성된 케이싱(200);을 포함하며,
   상기 임펠러(100)는, 회전방향을 향해 만곡된 곡면을 이루면서 회전방향에 대하여 반대방향으로 경사지게 설치되는 복수 개의 블레이드(110)와,
   케이싱(200)에 인접한 일단측 직경이 타단측 직경보다 작은 깔때기 형태를 이루면서, 일단과 타단을 연결하는 측면이 내측으로 만곡된 곡면을 이루도록 형성되며, 임펠러(100)의 양측에 구비되어 흡입된 공기를 안내하는 슈라우드(120)와,
   판 형태를 이루면서 수직으로 배치되고, 복수 개의 블레이드(110)가 양측편에 방사상으로 구비되는 중앙고정판(130)을 포함하고,
   상기 케이싱(200)은, 외부 케이싱(210)과, 외부 케이싱(210)의 내측을 둘러싸면서 외부 케이싱(210)으로부터 소정의 간격 이격설치되고 복수 개의 통공(221)이 타공된 내부 케이싱(220)을 포함하되,
   상기 블레이드(110)는, 슈라우드(120)의 측면에 대응되면서 슈라우드(120)의 측면과 결합되는 곡선형 가장자리인 제1 고정라인(111)과, 제1 고정라인(111)과 마주하면서 중앙고정판(130)과 결합되는 직선형 가장자리인 제2 고정라인(112)과, 슈라우드(120)의 타단에 위치하는 제1 고정라인(111)의 일단과 제2 고정라인(112)의 일단을 연결하면서 외측을 향해 볼록한 곡선형 가장자리인 흡입라인(113)과, 슈라우드(120)의 일단에 위치하는 제1 고정라인(111)의 타단과 제2 고정라인(112)의 타단을 연결하는 직선형 가장자리인 배출라인(114)을 포함하며,
   상기 슈라우드(120)의 타단은 제1 고정라인(111)보다 돌출되게끔 연장되면서 슈라우드(120)의 일단측 방향을 향해 구부러진 에지부(121)가 형성되는 한편,
   상기 내부케이싱(220)이 외부케이싱(210)의 내측에서 일정 간격 이격된 상태로 고정되게끔 상기 외부케이싱(210)과 내부케이싱(220) 사이에는 복수 개의 간격형성구(230)가 소정의 간격으로 배치되고,
   상기 중앙고정판(130)은, 중심을 기준으로 방사상으로 복수 개의 떨림완화공(131)이 관통형성되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 고효율 저소음 송풍기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 블레이드(110)는, 제1 고정라인(111), 배출라인(114), 제2 고정라인(112), 흡입라인(113) 순으로 점차 긴 길이를 가지도록 형성되되,
   상기 흡입라인(113)은, 임펠러(100)의 회전축(300)과 인접한 지점까지 구비되어, 흡입구를 통해 노출되는 것을 특징으로 하는 고효율 저소음 송풍기.
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