KR102356659B1

KR102356659B1 - 유선형 곡선 블레이드를 이용한 공기순환장치

Info

Publication number: KR102356659B1
Application number: KR1020200127002A
Authority: KR
Inventors: 문상윤
Original assignee: (주) 동광라이팅
Priority date: 2020-09-29
Filing date: 2020-09-29
Publication date: 2022-02-07

Abstract

허브와 블레이드의 결합력을 강화하여 허브에서 블레이드가 뒤틀리거나 분리되는 것을 방지하고 장기간 안전한 구동이 가능하게 구성될 뿐만 아니라, 블레이드의 진동 및 충격을 흡수할 수 있게 구성되어 블레이드가 안정적으로 구동될 수 있게 구성된 유선형 곡선 블레이드를 이용한 공기순환장치가 개시된다.

Description

유선형 곡선 블레이드를 이용한 공기순환장치{HVLS FAN DEVICE}

본 발명은 유선형 곡선 블레이드를 이용한 공기순환장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 허브와 블레이드의 결합력을 강화하여 허브에서 블레이드가 뒤틀리거나 분리되는 것을 방지하고 장기간 안전한 구동이 가능하게 구성될 뿐만 아니라, 블레이드의 진동 및 충격을 흡수할 수 있게 구성되어 블레이드가 안정적으로 구동될 수 있게 구성된 유선형 곡선 블레이드를 이용한 공기순환장치에 관한 것이다.

공기순환장치는 천장에 형성되어 실내에서의 공기 유동을 생성하기 위해 사용된다.

최근에는 이러한 공기순환장치를 대형 팬(High-volume low-speed FAN: HVLS FAN)을 사용하여 물류창고, 축사, 생산현장, 대형마트, 지하철역, 대규모공연장, 대형전시장 등과 같은 대형 공간에서도 사용되고 있다. 특히 기후변화로 인해 여름과 겨울이 상대적으로 길어짐에 따라 최소한의 비용으로 냉,난방을 보조할 수 있는 HVLS 팬이 더욱 각광받고 있다.

하지만, 공기순환 냉각장치는 제자리에서 오랜 시간동안 회전하며 원심력에 노출된 시간이 길기 때문에 기존의 스크류를 사용하여 결합하는 방법으로는 블레이드와 허브간에 파손이나 이탈이 발생되기 쉽다.

또한, 블레이드와 허브간에 파손 또는 이탈에 의해 사고를 유발할 수 있으므로, 블레이드와 허브간의 결합구조를 강화하는 연구가 필요하다.

예시적으로, 대한민국 특허등록 제10-1820828호에는 팬의 블레이드 구간을 팬 허브에 고정시켜 고온 및 빠른 회전 속도에서도 높은 인장 강도를 보장하는 고정 수단을 개시하고 있으며, 미국 특허공개 2013-0189109호에는 블레이드의 통기성능을 향상시키고 간단한 공정으로 제조 될 수 있는 팬 블레이드에 관한 기술이 개시되어 있다.

하지만, 상기 종래의 기술은 기존의 스크류 결합과는 다른 팬의 장시간 구동이 가능하도록 결합구조가 개선된 공기순환 냉각팬은 제시하지 못하고 있다.

따라서, 공기순환 냉각팬의 장기 구동의 안정성을 확보하기 위해 스트럿과 허브의 연결구조에 대한 연구가 필요하다.

1) 대한민국 특허등록 제10-1820828호(2018년04월03일) 발명의 명칭: "팬 블레이드 및 이를 위한 고정 수단" 2) 미국 특허공개 2013-0189109호(2013년07월25일) 발명의 명칭: "THIN AIRFOIL CEILING FAN BLADE"

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 허브와 블레이드의 결합력을 강화하여 허브에서 블레이드가 뒤틀리거나 분리되는 것을 방지하고 장기간 안전한 구동이 가능하게 구성될 뿐만 아니라, 블레이드의 진동 및 충격을 흡수할 수 있게 구성되어 블레이드가 안정적으로 구동될 수 있게 한 유선형 곡선 블레이드를 이용한 공기순환장치를 제공하는 것이다.

상기 본 발명의 목적은 천장에 설치되는 지지대와; 상기 지지대의 하측에 결합되는 모터커버와; 상기 모터커버에 설치되되, 모터축이 모터커버의 하측으로 돌출되게 구성되는 모터와; 중앙 상면에 상기 모터축에 끼워져 결합되는 결합홈부가 형성되는 허브베이스와, 상기 허브베이스의 외주를 따라 일정각도로 형성되되 바닥판 및 상기 바닥판의 양측을 마감하고 중앙에 결합공이 형성된 측판으로 구성되는 장착부와, 일측에 상기 허브베이스의 상면에 고정되는 고정부와 고정부에서 연장되어 상기 바닥판의 상부를 마감하되 중앙에는 삽입공이 형성되는 커버부로 구성된 장착커버와, 상기 장착부의 양단부에 설치되어 상기 바닥판에 안착되고 상기 커버부에 의해 마감되되 외측은 상기 측판에 고정되고 내측은 상기 삽입공측으로 끼움돌부가 돌출 형성되며 중앙 좌우방향으로 끼움공이 형성되는 한쌍의 고정구로 구성된 허브부재와; 유선형의 에어포일 형상을 가지고 소정의 길이로 형성되는 블레이드와, 상기 블레이드의 일측에 결합되어 타단부가 상기 삽입공으로 투입되고 한쌍의 고정구에 끼움 결합되어 블레이드를 허브부재에 결합시키게 구성되되, 타단부 양측에는 상기 고정구의 끼움돌부에 끼움 결합되는 끼움홈이 형성되고 상기 끼움홈의 중앙에는 상기 삽입공 및 끼움공으로 투입되는 체결부재가 삽입 결합되는 결합공이 형성되어 체결부재를 통해 허브부재에 고정적으로 결합되는 샤프트로 구성된 날개부를 포함하여 것을 특징으로 하는 유선형 곡선 블레이드를 이용한 공기순환장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.

여기서, 상기 한쌍의 고정구는 탄성을 가지는 합성수지 재질로 구성되어 블레이드의 진동 및 충격을 흡수할 수 있게 구성되어 블레이드가 안정적으로 구동될 수 있게 구성되고, 상기 고정구는 그 외측이 측판의 외측에서 체결되는 볼트를 통해 측판 내면에 밀착 결합되되, 상기 끼움돌부의 전측 및 후측에는 삽입공의 중앙측으로 갈수록 경사지게 경사결합면이 형성되고, 상기 샤프트의 끼움홈에는 전측 및 후측에 상기 경사결합면에 대응되게 확개된 경사고정홈이 형성되어, 상기 고정구의 끼움돌부에 상기 샤프트의 끼움홈이 끼워질 때는 고정구의 탄성에 의해 한쌍의 고정구가 벌어지면서 샤프트의 끼움홈이 고정구의 끼움돌부 사이에 억지 끼움되게 구성되고, 상기 고정구의 끼움돌부 사이에 상기 샤프트의 끼움홈이 끼워진 상태에서는 고정구의 탄성에 의해 고정구의 끼움돌부가 샤프트의 끼움홈을 가압하면서 한쌍의 고정구 사이에서 샤프트가 견고하게 고정되게 구성되며, 동시에 샤프트의 경사고정홈이 끼움돌부의 경사결합면이 쐐기 형상으로 결합되어 샤프트가 고정구에서 유동되거나 뒤틀리는 것을 방지하게 구성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 장착부에 장착커버가 결합되면 내부에 단면이 육각 형상을 갖는 장착공간이 형성되게 구성되고, 상기 고정구는 그 단면이 상기 장착공간과 대응되는 육각 형상을 가져 상기 장착공간에 장착되면 회동되거나 뒤틀리지 않게 장착되게 구성되되, 상기 장착부는 바닥판이 상기 허브베이스에서 전방으로 하향 경사지게 돌출되어 상기 장착공간의 후측 하면을 마감하는 후측하면판 및 상기 후측하면판의 단부에서 전방으로 돌출 형성되어 상기 장착공간의 하면을 마감하는 하면판으로 구성되고, 상기 장착커버는 고정부가 상기 허브베이스의 상면에 볼트를 통해 고정되고 상기 허브베이스에서 전방으로 상향 경사지게 돌출되어 상기 장착공간의 후측 상면을 마감하게 구성되며, 상기 커버부가 고정부의 단부에서 전방으로 돌출 형성되어 상기 장착공간의 상면을 마감하는 상면판과, 상기 상면판의 단부에서 전방으로 하향 경사지게 돌출되어 상기 장착공간의 상측 전면을 마감하는 상측전면판과, 상기 상측전면판의 단부에서 후측으로 하향 경사지게 형성되어 상기 장착공간의 전측 하면을 마감하게 구성되는 하측전면판으로 구성되며, 상기 삽입공은 상기 상면판, 상측전면판, 전면판 및 하측전면판이 절개되어 형성되고, 상기 삽입공의 하단에는 상기 하측전면판의 하단으로 상기 삽입공에 삽입되는 샤프트의 하면을 지지하는 지지턱이 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 블레이드의 외면에는 중화용 조성물이 코팅되되, 상기 중화용 조성물은 환원된 메탈실리콘 럼프를 크러셔로 부순 후 다시 롤러분쇄기에 분쇄하여 파우더로 만드는 제1단계; 상기 제1단계를 통해 제조된 파우더를 수집한 후 나노분쇄기에 넣고 분쇄하여 나노분말화시키는 제2단계; 상기 제2단계를 통해 제조된 나노분말과 이산화티타늄 분말, 바인더인 액상 규산나트륨 및 물을 4:1:1:4의 중량비로 혼합하여 겔화된 조성물을 만드는 제3단계;를 포함하여 제조되고, 상기 겔 조성물에는 겔 조성물 100중량부에 대해, 비닐옥시모실란(Vinyl Oximeino Silane) 10중량부, 폴리옥시에틸렌과 커피파우더를 6:4로 혼합한 혼합물 4.5중량부, 액상실리콘과 고구마전분을 4;1의 중량비로 혼합액 6.5중량부, 제올라이트 미분 8중량부, 2-(2'-하이드록시-5'메틸페닐)벤조트리아졸 2.5중량부를 더 첨가되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 유선형 곡선 블레이드를 이용한 공기순환장치는 허브와 블레이드의 결합구조를 개선하여 허브와 블레이드의 결합력을 강화되기 때문에 허브에서 블레이드가 뒤틀리거나 분리되는 것을 방지하고 장기간 안전한 구동이 가능하게 구성될 뿐만 아니라, 블레이드의 진동 및 충격을 흡수할 수 있게 구성되어 블레이드가 안정적으로 구동될 수 있다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 유선형 곡선 블레이드를 이용한 공기순환장치의 측면도,
도 2는 본 발명에 따른 유선형 곡선 블레이드를 이용한 공기순환장치의 주요부분 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 유선형 곡선 블레이드를 이용한 공기순환장치의 평면도,
도 4는 본 발명에서 날개부를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명에서 고정구와 샤프트의 결합구조를 설명하기 위한 단면도,
도 6은 본 발명에서 장착공간에 고정구가 결합되는 구조를 설명하기 위한 단면도.

첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 유선형 곡선 블레이드를 이용한 공기순환장치는 허브와 블레이드의 결합력을 강화하여 허브에서 블레이드가 뒤틀리거나 분리되는 것을 방지하고 장기간 안전한 구동이 가능하게 구성될 뿐만 아니라, 블레이드의 진동 및 충격을 흡수할 수 있게 구성된 것을 특징으로 하는 것으로, 지지대(10), 모터커버(20), 모터(30), 허브부재(100) 및 날개부(200)를 포함하여 구성된다.

상기 지지대(10)는 천장에 브라켓(11)을 통해 설치되어 하단에 후술하는 모터커버(20)가 설치된다.

상기 모터커버(20)는 상기 지지대(10)의 하측에 결합되어 후술하는 모터(30)가 설치되는 부분이다. 즉, 상기 모터커버(20)는 모터(10)의 상부와 하부 측면의 일부를 커버하고, 상부는 상기 지지대(10)를 통해 천장에 고정되어 모터(30)을 지지한다. 여기서, 상기 모터커버(20)의 측면의 일부는 개방되어 모터(30)의 장시간 구동에 의한 발열을 감소시키게 구성된다.

상기 모터(30)는 상기 모터커버(20)에 설치되되, 모터축(21)이 모터커버(20)의 하측으로 돌출되게 구성된다. 즉, 상기 모터(30)는 모터커버(20)에 설치된 상태에서 모터커버(20)의 하측으로 돌출된 모터축(21)에 후술하는 허브부재(100)가 결합되어 모터(20)의 회전에 의해 허브부재(100)를 회전시키게 구성된다.

상기 허브부재(100)는 상기 모터축(21)에 결합되고 후술하는 날개부(200)가 결합되어, 모터(20)의 회전에 의해 날개부(200)의 블레이드(210)를 회전시키게 구성된다.

구체적으로, 상기 허브부재(100)는 허브베이스(110), 장착부(120), 장착커버(130) 및 고정구(140)를 포함한다.

먼저, 상기 허브베이스(110)는 플레이트 형태를 이루고 있고, 중앙 상면에 상기 모터축(21)에 끼워져 결합되는 결합홈부(111)가 형성된다. 즉, 상기 결합홈부(111)에 모터축(21)이 고정 결합되고, 모터(20)의 구동으로 허브베이스(110)가 회전하게 된다. 여기서, 상기 허브베이스(110)는 다양한 형상으로 마련될 수 있지만 정사각형으로 마련되어 각 단부에 후술하는 4개의 장착부(120)가 형성되도록 마련되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 장착부(120)는 상기 허브베이스(110)의 외주를 따라 일정각도로 형성되되 바닥판(121) 및 상기 바닥판(121)의 양측을 마감하고 중앙에 결합공(122a)이 형성된 측판(122)으로 구성된다. 여기서, 상기 장착부(120)는 4개로 마련되어 상기 허브베이스(110)의 외주에 90도를 이루면서 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 장착커버(130)는 일측에 상기 허브베이스(110)의 상면에 고정되는 고정부(131)와 고정부(131)에서 연장되어 상기 바닥판(121)의 상부를 마감하되 중앙에는 삽입공(132a)이 형성되는 커버부(132)로 구성된다. 즉, 장착커버(130)는 상기 장착부(120)를 밀폐시켜 내부에 장착공간(S)을 형성하고, 중앙에 형성된 삽입공(132a)을 통해 장착공간(S)이 외부와 연통되게 구성된다.

그리고, 상기 고정구(140)는 한쌍으로 마련되고 상기 장착부(120)의 양단부에 설치되되 상기 바닥판(121)에 안착되고 상기 장착부(132)에 의해 마감된다. 즉, 고정구(140)는 상기 장착부(120)의 양단부에 안착된 상태에서 장착커버(130)에 의해 마감되어 장착공간(S) 내에 설치된다. 여기서, 상기 고정구(140)의 외측은 상기 측판(122)에 고정되고 내측은 상기 삽입공(132a)측으로 끼움돌부(141)가 돌출 형성되며 중앙 좌우방향으로 끼움공(142)이 형성된다.

상기 날개부(200)는 상기 허브부재(100)의 주위에 결합되어 상기 모터(30)의 구동에 의해 회전하게 된다.

여기서, 상기 날개부(200)는 대형 팬(High-volume low-speed FAN: HVLS FAN)을 사용하여 물류창고, 동물축사 등과 같은 대형 공간에서도 사용될 수 있다. 상기 HVLS FAN은 일반적으로 천장팬으로 사용되고, 소수는 기둥에 형성되어 사용된다. 상기 HVLS FAN은 거주지에 설치되는 직경 91~132cm의 천장팬들과 달리 직경 243~731cm의 크기로 형성되고, 거주지에 설치되는 작은 천장팬들보다 느린 속도로 회전하기 때문에 대형 팬(High-volume low-speed FAN: HVLS FAN)으로 불린다.

또한, 상기 HVLS FAN은 축사, 생산현장, 대형마트, 지하철역, 대규모공연장, 대형전시장, 곡식창고, 도매창고, 대형 쇼핑몰, 스케이트장 및 헬스클럽 등 대형장소에서 사용되고, 실내 온도와 습기를 유지하기 위해 온도 및 공기 조절기술(Heating, Ventilation, Air conditioning: HVAC)과 연계해서 시너지 효과를 발생시킨다.

좀 더 구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 날개부(200)는 블레이드(210) 및 샤프트(220)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 블레이드(210)는 유선형의 에어포일 형상을 가지고 소정의 길이로 형성된다. 즉, 상기 블레이드(210)는 비행기 날개(에어포일 형상)의 형태로 허브부재(100)의 측면로 길게 연장되어 형성되고, 보통 나무, 합판, 철 및 플라스틱의 재료로 가공되는 것이 바람직하며, 알루미늄을 유선형의 에어포일 형상으로 압출하여 가공되는 것이 가장 바람직하다. 이와 같이 구성된 상기 블레이드(210)는 여름에는 회전하며 상기 블레이드(210)의 하부로 공기를 이동시켜 하부의 공기를 시원하게 하고, 겨울에는 상기 블레이드(210)의 회전으로 하부의 차가운 공기를 상기 블레이드(210)를 통해 상부로 이동시키고 상부의 따뜻한 공기를 하부로 이동시켜 실내의 공기를 따뜻하게 유지하도록 한다.

그리고, 샤프트(220)는 상기 블레이드(210)에 결합되어 블레이드를 허브부재(100)에 결합시키는 부재로, 상기 샤프트(220)는 상기 블레이드(210)의 일측에 결합되어 타단부가 상기 삽입공(132a)으로 투입되고 한쌍의 고정구(140)에 끼움 결합되어 블레이드(210)를 허브부재(100)에 결합시키게 구성된다.

여기서, 상기 샤프트(220)의 타단부 양측에는 상기 고정구(140)의 끼움돌부(142)에 끼움 결합되는 끼움홈(221)이 형성되고 상기 끼움홈(221)의 중앙에는 상기 삽입공(122a) 및 끼움공(142)으로 투입되는 체결부재(B)가 삽입 결합되는 결합공(222)이 형성되어 체결부재(B)를 통해 허브부재(100)에 고정적으로 결합되도록 구성된다.

한편, 본 발명은 상기 허브부재(100)를 축으로 오랜 시간 회전하는 상기 날개부(200)의 안정성을 증가시키기 위해 허브부재(100)와 날개부(200)의 결합 구조를 개선한 것을 특징으로 한다.

이를 위해, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 한쌍의 고정구(140)는 탄성을 가지는 합성수지 재질로 구성되어 블레이드(210)의 진동 및 충격을 흡수할 수 있게 구성되어서 블레이드(210)가 안정적으로 구동될 수 있게 구성된다. 즉, 허브부재(100)에 블레이드(210)가 결합되어 블레이드의 반복적인 회전될 때, 블레이드(210)에서 강한 회전충격과 원심력이 발생되더라도 블레이드(210)를 허브부재(100)에 결합시키는 샤프트(220)가 탄성을 가지는 합성수지 재질의 고정구(140)에 고정되어 블레이드(210)에서 발생되는 진동 및 충격을 흡수하게 구성되기 때문에, 샤프트(220)와 고정구(140)의 결합 부분이 마모되어 헐거워지지 않게 되는 것은 물론, 블레이드(210)가 고정구(140)상에서 유동되거나 떨림되는 것을 방지하여 블레이드(210)가 안정적으로 회전하도록 구성된다.

그리고, 상기 고정구(140)는 그 외측이 측판(122)의 외측에서 체결되는 볼트(B)를 통해 측판(122) 내면에 밀착 결합되되, 상기 끼움돌부(141)의 전측 및 후측에는 삽입공(132a)의 중앙측으로 갈수록 경사지게 경사결합면(141a)이 형성되고, 상기 샤프트(220)의 끼움홈(221)에는 전측 및 후측에 상기 경사결합면(141a)에 대응되게 확개된 경사고정홈(221a)이 형성된다.

이와 같은 구성에 의해, 상기 고정구(140)의 끼움돌부(141)에 상기 샤프트(220)의 끼움홈(221)이 끼워질 때는 고정구(140)의 탄성에 의해 한쌍의 고정구(140)가 벌어지면서 샤프트(220)의 끼움홈(221)이 고정구(140)의 끼움돌부(141) 사이에 억지 끼움되게 구성되고, 상기 고정구(140)의 끼움돌부(141) 사이에 상기 샤프트(220)의 끼움홈(221)이 끼워진 상태에서는 고정구(140)의 탄성에 의해 고정구의 끼움돌부(141)가 샤프트의 끼움홈(221)을 가압하면서 한쌍의 고정구(140) 사이에서 샤프트(220)가 견고하게 고정되게 구성되며, 동시에 샤프트의 경사고정홈(221a)이 끼움돌부의 경사결합면(141a)이 쐐기 형상으로 결합되어 샤프트(220)가 고정구(140)에서 유동되거나 뒤틀리는 것을 방지하게 구성된다. 따라서, 고정구(140)에 샤프트(220)를 간편하게 신속하게 고정 설치한 후에 날개부(200)를 가동하게 되면, 고정구의 끼움돌부(141)에 샤프트의 끼움홈(221)이 쐐기 형태로 견고하게 결합되는 구조를 가지기 때문에, 고정구(140)와 샤프트(220)의 결속력이 극대화되어 날개부의 블레이드(210)가 회전하는 과정에서 회전충격과 원심력이 발생하더라도 결속부분이 헐거워지지 않게 되는 것은 물론, 고정구(140)에서 샤프트(220)가 이탈되는 현상이 완벽하게 방지된다. 따라서, 본 발명에 따른 공기순환장치의 수명이 장수화되고 고장발생의 현상이 없어 오랫동안 안심하고 편리하게 사용할 수 있다.

나아가, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 상기 장착부(120)에 장착커버(130)가 결합되면 내부에 단면이 육각 형상을 갖는 장착공간(S)이 형성되게 구성되고, 상기 고정구(140)는 그 단면이 상기 장착공간(S)과 대응되는 육각 형상을 가져 상기 장착공간(S)에 장착되면 회동되거나 뒤틀리지 않게 장착되게 구성되는 것이 바람직하다.

이를 위해, 상기 장착부(120)는 바닥판(121)이 상기 허브베이스(110)에서 전방으로 하향 경사지게 돌출되어 상기 장착공간(S)의 후측 하면을 마감하는 후측하면판(121a) 및 상기 후측하면판(121a)의 단부에서 전방으로 돌출 형성되어 상기 장착공간(S)의 하면을 마감하는 하면판(121b)으로 구성된다.

그리고, 상기 장착커버(130)는 고정부(131)가 상기 허브베이스(110)의 상면에 볼트(B)를 통해 고정되고 상기 허브베이스(110)에서 전방으로 상향 경사지게 돌출되어 상기 장착공간(S)의 후측 상면을 마감하게 구성되며, 상기 커버부(132)가 고정부(131)의 단부에서 전방으로 돌출 형성되어 상기 장착공간(S)의 상면을 마감하는 상면판(132b)과, 상기 상면판(132b)의 단부에서 전방으로 하향 경사지게 돌출되어 상기 장착공간(S)의 상측 전면을 마감하는 상측전면판(132c)과, 상기 상측전면판(132c)의 단부에서 후측으로 하향 경사지게 형성되어 상기 장착공간(S)의 전측 하면을 마감하게 구성되는 하측전면판(132d)으로 구성된다.

여기서, 상기 삽입공(132a)은 상기 상면판(132b), 상측전면판(132c) 및 하측전면판(132d)이 절개되어 형성되고, 상기 삽입공(132a)의 하단에는 상기 하측전면판(132d)의 하단으로 삽입공(132a)으로 삽입되는 샤프트(220)의 하면을 지지하는 지지턱(132e)이 형성된다.

따라서, 본 발명은 상기 장착부(120)에 장착커버(130)가 결합되어 형성된 육각 형상의 장착공간(S)에 육각 형상의 고정구(140)가 장착되면, 샤프트(220)를 고정시키는 고정구(140)가 장착공간(S)에서 회동되거나 튀틀리지 않아 고정구(140)가 허브부재(100)에 견고한게 고정되며, 허브부재(100)에 고정구(140)를 통해 결합되는 블레이드(210) 또한 유동되거나 떨림되는 것이 방지되어 블레이드(210)가 안정적으로 회전하게 된다.

한편, 본 발명은 공기 중의 유해성분으로부터 항균 탈취 중화작용을 하며 전자파를 차폐하여 유해 요소를 제거함과 동시에 인체에 유익한 파동에너지를 전공함으로써 건강한 생활을 영위할 수 있도록, 상기 블레이드(210)의 외면에는 중화용 조성물이 코팅되는 것이 바람직하다.

이를 위해, 상기 중화용 조성물은 환원된 메탈실리콘 럼프를 크러셔로 부순 후 다시 롤러분쇄기에 분쇄하여 파우더로 만드는 제1단계; 상기 제1단계를 통해 제조된 파우더를 수집한 후 나노분쇄기에 넣고 분쇄하여 나노분말화시키는 제2단계; 상기 제2단계를 통해 제조된 나노분말과 이산화티타늄 분말, 바인더인 액상 규산나트륨 및 물을 4:1:1:4의 중량비로 혼합하여 겔화된 조성물을 만드는 제3단계;를 포함하여 제조된다.

이렇게 만들어진 겔 조성물은 블레이드의 외면에 코팅되거나 고착되어 항균 탈취, 유해성분 중화, 전자파 차폐 기능과 인체의 건강에 좋은 파장을 방출하는 특성을 구현하게 된다.

이때, 본 발명의 주성분인 메탈실리콘은 다음과 같은 특성을 갖는다. 메탈실리콘의 99%를 차지하는 순수 규소(Si)는 4가 준금속으로 탄소보다는 반응성이 떨어지고 저마늄 보다는 반응성이 크고, 지구의 지각에서 산소 다음으로 많은 원소로 질량의 27.7%를 차지하며, 점토나 모래, 석영, 장석, 화강암 등의 형태로 산출되며, 산소와 친화력이 강해서 주로 이산화규소나 규산염 상태를 하고 있어 자연에서 생성되는 순수 형태의 규소는 쉽게 발견되지 않는다.

순수한 규소는 다른 원자와 공유할 수 있는 원자가 전자가 4개인 준금속 원소로 다양한 화학결합을 할 수 있다. 규소는 탄소와 같은 4족에 포함되지만 규소가 탄소보다 약 1.5배 더 큰 공유결합을 갖는다. 그리고, 전기음성도도 규소가 탄소의 경우보다 이중결합 및 3중 결합을 만드는 경향이 적으며, 탄소에 없는 빈 궤도를 갖고 있기 때문에 다른 원자의 전자를 끌어 들이려는 경향이 크다.

규소와 탄소 두 원자각을 같으나 규소의 공유결합 반경이 더 큰 것을 볼 수 있다. 규소에는 트리메틸실란이란 성분이 있는데 이를 추출하여 미래 연료로 사용하기 위한 연구가 진행되고 있으며, 이를 사용한 규소 연료는 공기중의 80%를 차지하는 질소와 화합해 에너지를 발생시킨 후 실리지움이라는 물질을 배출하게 된다.

그런데, 실리지움은 식물의 성장을 돕는 비료로 쓰이거나 암모니아를 회수하면 연료로 다시 사용할 수 있다고 노르웨이, 독일 등의 학회에서 이미 발표된 바 있다.또한, 희토류 없이도 고속 충방전과 높은 싸이클 특성을 보이는 이차전지도 개발중에 있으며, 규소는 컴퓨터나 태양전지에 사용되는 반도체의 대표적인 소재이다. 최근에는 규소에서 1초간 1조회 진동하는 테라헤르츠, 즉 전파와 원적외선의 중간에 해당하는 진동에너지를 동시에 발산하는 것으로 확인되어 그 쓰임재가 갈수록 다양화되고 있다.

그러나, 규소는 산소와 친화력이 강해 모래, 석영, 차돌(규석) 등의 형태로 산출되어 이산화규소나 규산염 상태를 하고 있을 뿐 자연에서 순수 형태로 발견되기가 극히 어렵기 때문에 규소를 얻기 위해서는 이산화규소를 환원시켜야 한다. 이때, 규사는 모래나 차돌 등에서 추출하고, 탄소는 코크스나 검탄을 이용하여 환원시키면 된다. 즉, 아크로에 규사, 코크스나 검탄을 넣고 고전류를 흘려 고온으로 올리면 환원반응이 일어나면서 액체 규소가 형성되고, 이산화탄소와 실리카 증기 등이 부산물로 생성되며, 용융된 규소를 응고시키면 순도 96-99%의 금속 규소를 얻게 된다.

본 발명은 이렇게 환원되어 생성된 금속 규소, 즉 메탈실리콘을 사용하여 항균 탈취력을 향상시키면서 분말 균일도를 높이고 배합효율을 좋게 하면서 기능 발현을 증대시키도록 나노분말화시킴이 바람직하다.

한편, 이산화티타늄은 전이금속인 티타늄 원자 하나와 산소원자 2개가 결합된 분자로서 무미 무취의 흰색 가루이다. 티타늄을 공기 중에 노출 시키면 쉽게 산소와 반응하여 이산화티타늄 피막을 형성한다. 이산화티타늄은 판타이타늄석 예추석 금홍석의 동질 다상 형태로 존재하며 이산화티타늄 미립자를 800~1000℃로 소성하여 성장시킨 후 원하는 크기의 이산화티타늄을 얻을 수 있다. 이러한 이산화티타늄은 빛을 흡수하여 다른 물질을 산화시키는 능력이 뛰어나며 더욱이 생물체에 영향을 주지 않는 무독성이 큰 장점으로 작용한다. 자외선 영역의 빛을 흡수하며 특히 385nm 파장의 빛을 이용한다. 뿐만 아니라, 이산화티타늄은 새집증후군 헌집증후군 등의 원인이 되는 각종 휘발성 유기화합물 포름알데히드 등을 분해 제거하고 있는데, 이처럼 광촉매 반응은 에너지 환경 분야에서 활발하게 활용되고 있는 편이며 일단 크게 특별한 에너지 없이도 빛만으로 지구 곳곳에 퍼져있는 오염물질을 분해 제거할 수 있기 때문에 유기물과 대기오염 물질을 분해 제거하는데 적극적으로 활용되고 있다. 또한, 광촉매 반응의 또 다른 대표적인 반응인 광분해 반응을 통하여 물로부터 수소와 산소를 얻어낼 수 있기 때문에 차세대 에너지나 환경문제에 대해서도 광촉매 반응에 대한 연구가 해답을 제시해줄 것으로 기대된다.

이 외에도 광촉매의 높은 제거효율을 이용해 공기 중의 미세먼지를 효율적으로 제거하는 공기청정기 기술, 물속의 계면활성제나 유기물을 분해하는 정수기 기술, 여러 가전제품의 냄새제거 기술 오염물질이 많이 존재하는 도로상에서의 활용 등 광촉매 반응은 현재 여러 분야에 적극적으로 적용되고 있다.

또한, 액상의 규산나트륨은 무기바인더로서 물과 잘 섞이며, 메탈실리콘 나노분말을 끈적거리게 만들어 겔화시킨다. 겔화시키는 이유는 혼합 첨가되는 전이금속들과의 바인딩성을 높이기 위함이다.

이에 더하여, 상기 겔 조성물에는 첨가물을 더 첨가할 수 있는데, 상기 첨가물은 겔 조성물 100중량부에 대해, 비닐옥시모실란(Vinyl Oximeino Silane) 10중량부, 폴리옥시에틸렌과 커피파우더를 6:4로 혼합한 혼합물 4.5중량부, 액상실리콘과 고구마전분을 4;1의 중량비로 혼합액 6.5중량부, 제올라이트 미분 8중량부, 2-(2'-하이드록시-5'메틸페닐)벤조트리아졸 2.5중량부를 더 첨가할 수 있다.

이때, 비닐옥시모실란(Vinyl Oximeino Silane)은 겔 조성물의 결합력과 부착력을 높여 피착물에 대한 고정안정성을 극대화시키기 위해 첨가된다.

그리고, 폴리옥시에틸렌과 커피파우더를 6:4로 혼합한 혼합물은 탈취, 중화 및 겔화를 위해 첨가되는 물의 부패를 막기 위해 첨가된다. 특히, 폴리옥시에틸렌은 일종의 음이온 계면활성제로서 물에 녹아 유화, 기포화, 분산화가 뛰어나고 이물질 중 기름성분들의 흡착에 효능을 나타낸다.

또한, 액상실리콘과 고구마전분을 4;1의 중량비로 혼합액은 이물부착억제성을 증대시키면서 부착고정성을 향상시키기 위해 첨가된다.

뿐만 아니라, 제올라이트 미분은 비석이라고도 알려진 알루미늄 규산염 광물의 일종으로, 대표적인 원적외선 방사물질이고, 이온교환성을 갖는 물질이다. 때문에, 이는 탈취, 정화 특성이 우수하다.

아울러, 2-(2'-하이드록시-5'메틸페닐)벤조트리아졸은 자외선 차단 및 변형 방지를 위해 첨가된다.

이상에서와같이 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

10: 지지대 20: 모터커버
30: 모터 100: 허브부재
110: 허브베이스 120: 장착부
130: 장착커버 140: 고정구
200: 날개부 210: 블레이드
220: 샤프트

Claims

천장에 설치되는 지지대와; 상기 지지대의 하측에 결합되는 모터커버와; 상기 모터커버에 설치되되, 모터축이 모터커버의 하측으로 돌출되게 구성되는 모터와; 중앙 상면에 상기 모터축에 끼워져 결합되는 결합홈부가 형성되는 허브베이스와, 상기 허브베이스의 외주를 따라 일정각도로 형성되되 바닥판 및 상기 바닥판의 양측을 마감하고 중앙에 결합공이 형성된 측판으로 구성되는 장착부와, 일측에 상기 허브베이스의 상면에 고정되는 고정부와 고정부에서 연장되어 상기 바닥판의 상부를 마감하되 중앙에는 삽입공이 형성되는 커버부로 구성된 장착커버와, 상기 장착부의 양단부에 설치되어 상기 바닥판에 안착되고 상기 커버부에 의해 마감되되 외측은 상기 측판에 고정되고 내측은 상기 삽입공측으로 끼움돌부가 돌출 형성되며 중앙 좌우방향으로 끼움공이 형성되는 한쌍의 고정구로 구성된 허브부재와; 유선형의 에어포일 형상을 가지고 소정의 길이로 형성되는 블레이드와, 상기 블레이드의 일측에 결합되어 타단부가 상기 삽입공으로 투입되고 한쌍의 고정구에 끼움 결합되어 블레이드를 허브부재에 결합시키게 구성되되, 타단부 양측에는 상기 고정구의 끼움돌부에 끼움 결합되는 끼움홈이 형성되고 상기 끼움홈의 중앙에는 상기 삽입공 및 끼움공으로 투입되는 체결부재가 삽입 결합되는 결합공이 형성되어 체결부재를 통해 허브부재에 고정적으로 결합되는 샤프트로 구성된 날개부를 포함하여 구성되되,
상기 한쌍의 고정구는 탄성을 가지는 합성수지 재질로 구성되어 블레이드의 진동 및 충격을 흡수할 수 있게 구성되어 블레이드가 안정적으로 구동될 수 있게 구성되고, 상기 고정구는 그 외측이 측판의 외측에서 체결되는 볼트를 통해 측판 내면에 밀착 결합되되, 상기 끼움돌부의 전측 및 후측에는 삽입공의 중앙측으로 갈수록 경사지게 경사결합면이 형성되고, 상기 샤프트의 끼움홈에는 전측 및 후측에 상기 경사결합면에 대응되게 확개된 경사고정홈이 형성되어,
상기 고정구의 끼움돌부에 상기 샤프트의 끼움홈이 끼워질 때는 고정구의 탄성에 의해 한쌍의 고정구가 벌어지면서 샤프트의 끼움홈이 고정구의 끼움돌부 사이에 억지 끼움되게 구성되고, 상기 고정구의 끼움돌부 사이에 상기 샤프트의 끼움홈이 끼워진 상태에서는 고정구의 탄성에 의해 고정구의 끼움돌부가 샤프트의 끼움홈을 가압하면서 한쌍의 고정구 사이에서 샤프트가 견고하게 고정되게 구성되며, 동시에 샤프트의 경사고정홈이 끼움돌부의 경사결합면이 쐐기 형상으로 결합되어 샤프트가 고정구에서 유동되거나 뒤틀리는 것을 방지하게 구성된 것을 특징으로 하는 유선형 곡선 블레이드를 이용한 공기순환장치.
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제1항에 있어서,
상기 장착부에 장착커버가 결합되면 내부에 단면이 육각 형상을 갖는 장착공간이 형성되게 구성되고, 상기 고정구는 그 단면이 상기 장착공간과 대응되는 육각 형상을 가져 상기 장착공간에 장착되면 회동되거나 뒤틀리지 않게 장착되게 구성되되,
상기 장착부는 바닥판이 상기 허브베이스에서 전방으로 하향 경사지게 돌출되어 상기 장착공간의 후측 하면을 마감하는 후측하면판 및 상기 후측하면판의 단부에서 전방으로 돌출 형성되어 상기 장착공간의 하면을 마감하는 하면판으로 구성되고,
상기 장착커버는 고정부가 상기 허브베이스의 상면에 볼트를 통해 고정되고 상기 허브베이스에서 전방으로 상향 경사지게 돌출되어 상기 장착공간의 후측 상면을 마감하게 구성되며, 상기 커버부가 고정부의 단부에서 전방으로 돌출 형성되어 상기 장착공간의 상면을 마감하는 상면판과, 상기 상면판의 단부에서 전방으로 하향 경사지게 돌출되어 상기 장착공간의 상측 전면을 마감하는 상측전면판과, 상기 상측전면판의 단부에서 후측으로 하향 경사지게 형성되어 상기 장착공간의 전측 하면을 마감하게 구성되는 하측전면판으로 구성되며,
상기 삽입공은 상기 상면판, 상측전면판, 전면판 및 하측전면판이 절개되어 형성되고, 상기 삽입공의 하단에는 상기 하측전면판의 하단으로 상기 삽입공에 삽입되는 샤프트의 하면을 지지하는 지지턱이 형성되는 것을 특징으로 하는 유선형 곡선 블레이드를 이용한 공기순환장치.
제1항에 있어서,
상기 블레이드의 외면에는 중화용 조성물이 코팅되되,
상기 중화용 조성물은 환원된 메탈실리콘 럼프를 크러셔로 부순 후 다시 롤러분쇄기에 분쇄하여 파우더로 만드는 제1단계; 상기 제1단계를 통해 제조된 파우더를 수집한 후 나노분쇄기에 넣고 분쇄하여 나노분말화시키는 제2단계; 상기 제2단계를 통해 제조된 나노분말과 이산화티타늄 분말, 바인더인 액상 규산나트륨 및 물을 4:1:1:4의 중량비로 혼합하여 겔화된 조성물을 만드는 제3단계;를 포함하여 제조되고,
상기 겔 조성물에는 겔 조성물 100중량부에 대해, 비닐옥시모실란(Vinyl Oximeino Silane) 10중량부, 폴리옥시에틸렌과 커피파우더를 6:4로 혼합한 혼합물 4.5중량부, 액상실리콘과 고구마전분을 4;1의 중량비로 혼합액 6.5중량부, 제올라이트 미분 8중량부, 2-(2'-하이드록시-5'메틸페닐)벤조트리아졸 2.5중량부를 더 첨가된 것을 특징으로 하는 유선형 곡선 블레이드를 이용한 공기순환장치.