KR102545531B1 - 공기순환을 이용한 냉각구조를 갖는 송풍기용 구동모터 - Google Patents

공기순환을 이용한 냉각구조를 갖는 송풍기용 구동모터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공기순환을 이용한 냉각구조를 갖는 송풍기용 구동모터에 관한 것으로 보다 상세하게는 송풍기 모터의 작동에 따라 흡입되는 공기가 하우징 본체의 단면 내부를 순환 이동하면서 방열할 수 있도록 구성하여 송풍기 구동모터의 과열방지 및 안전성을 향상시킬 수 있도록 발명한 것이다.
본 발명의 구성은, 송풍기 케이싱(10)에 조립되며, 흡기구(11)를 통해 공기가 흡입되어 토출구(13)로 배기하도록 송풍팬(12)을 구동시키는 구동모터(20)에 있어서,
상기 구동모터(20)는, 프론트커버(21)가 포함된 하우징 본체(30)의 일측 단부가 송풍기 케이싱(10)내에 위치하며, 프론트커버(21)가 조립된 하우징 본체(30)의 외측면에 등간격을 갖고 타측면 방향으로 요(凹)형상의 공기순환부(31)가 복수개 형성되어, 흡기구(11)에서 토출구(13)로 이동하는 공기가 공기순환부(31)에 유입되게 구성한다.
또, 상기 공기순환부(31)는, 하우징 본체(30)의 길이방향으로 관통된 장홀(H2)을 갖게 형성하고, 상기 하우징 본체(30)의 타측면에 리어커버(22)가 조립되면서 상기 장홀(H2)의 일단부가 폐쇄되도록 구성한다.

Description

공기순환을 이용한 냉각구조를 갖는 송풍기용 구동모터 {Drive motor for blower with cooling structure using air circulation}
본 발명은 공기순환을 이용한 냉각구조를 갖는 송풍기용 구동모터에 관한 것으로 보다 상세하게는 송풍기 모터의 작동에 따라 흡입되는 공기가 하우징 본체의 단면 내부를 순환 이동하면서 방열할 수 있도록 구성하여 송풍기 구동모터의 과열방지 및 안전성을 향상시킬 수 있도록 발명한 것이다.
일반적으로, 모터는 전력을 이용하여 회전운동의 힘을 얻는 기계장치로서, 하우징 본체와 전후 양단을 마감하는 프론트커버 및 리어커버로 이루어지며, 상기 하우징 내부에 고정자가 배치되고, 고정자의 내측으로 이에 대응되도록 회전자가 마련되며, 회전자의 내부에는 고정자와 회전자 사이에서 발생되는 자기장으로 인해 회전자아 함께 회전될 수 있도록 모터축이 마련된다.
이와 같은, 모터는 전력 공급으로 인해 내부의 회전자가 회전하면서 발생하는 열을 외부로 방출시키기 위해 내부 냉각방식 또는 외부 냉각방식을 채용하는데 대표적으로 하우징 자체에 통기홀을 형성하여 외부 공기의 통풍으로 냉각하거나, 하우징 외면에 방열핀을 형성하여, 보다 넓은 면적으로 외부공기와 접촉하여 냉각하는 방식을 사용하고 있었다.
그러나, 상기 외부 공기의 통풍으로 인한 방식은 장시간 사용으로 하우징 내부의 고정자 및 회전자에 먼지 및 이물질이 유입 및 적층되면서 고장 및 화재발생의 위험성이 높은 폐단이 있었으며, 공기 접촉에 의한 부식 및 공기의 통풍효율이 낮아 냉각효율이 저하되는 문제점이 있었다.
또, 방열핀을 이용한 냉각방식으로는, 하우징 제작의 어려움과 제작비용이 상승되고, 하우징 내부열을 방열핀을 통해 간접적인 방식으로 냉각시킴으로써 냉각효율이 낮은 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 10-0764018호 방열 효율 및 내구성이 우수한 비엘디시 모터 (등록일자 2007년 09월 28일)
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 송풍기를 구동시키는 모터의 하우징 본체에 외부공기의 유입 및 순환을 위한 공기순환부를 형성하여, 송풍기의 구동으로 유입되는 외부공기를 하우징 내부로 유입시켜 모터의 내부 열을 냉각시킬 수 있도록 하는데 있다.
또, 본 발명의 목적은, 하우징 본체의 측벽면 내에 공기순환로를 형성하여 하우징 본체 내부의 고정자 및 회전자에 먼지 및 이물질이 유입 및 적층되는 것을 방지하여 공기접촉에 의한 부식 방지와 고장 및 화재발생의 위험성을 방지할 수 있도록 하는데 있다.
그리고, 본 발명의 목적은, 모터 하우징의 고정자 및 회전자가 수납되는 내부공간을 차폐하면서도, 송풍기의 작동으로 외부공기가 공기 이동로에 강제 유입 및 순환되면서 모터의 내부열을 냉각시켜 제품 경쟁력을 향상시킬 수 있도록 하는데 있다.
이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의하면,
송풍기 케이싱(10)에 조립되며, 흡기구(11)를 통해 공기가 흡입되어 토출구(13)로 배기하도록 송풍팬(12)을 구동시키는 구동모터(20)에 있어서,
상기 구동모터(20)는, 프론트커버(21)가 포함된 하우징 본체(30)의 일측 단부가 송풍기 케이싱(10)내에 위치하며, 프론트커버(21)가 조립된 하우징 본체(30)의 외측면에 등간격을 갖고 타측면 방향으로 요(凹)형상의 공기순환부(31)가 복수개 형성되어, 흡기구(11)에서 토출구(13)로 이동하는 공기가 공기순환부(31)에 유입되게 구성한다.
또, 상기 공기순환부(31)는, 하우징 본체(30)의 길이방향으로 관통된 장홀(H2)을 갖게 형성하고, 상기 하우징 본체(30)의 타측면에 리어커버(22)가 조립되면서 상기 장홀(H2)의 일단부가 폐쇄되도록 구성한다.
또한, 상기 하우징 본체(30)는, 공기순환부(31)를 형성하는 내벽면(32a) 보다 외벽면(32b)이 외측방향으로 더 연장된 에어가이드편(33)이 성형되어, 흡기구(11)에서 토출구(13)로 이동하는 공기가 상기 에어가이드편(33)에 안내되어 공기순환부(31)로 유입되게 구성한다.
그리고, 상기 공기순환부(31)는, 요홈 내측에 길이방향으로 에어분리판(35)이 더 형성되어, 유입된 공기가 에어분리판(35)을 통해 유입 및 배출방향이 구분되게 구성한 다.
또, 상기 공기순환부(31)는, 공기가 유입되는 방향의 폭은 크게 형성하고, 배출되는 방향의 폭은 좁게 형성되도록 에어분리판(35)이 경사각(∝)을 갖고 형성한다.
또한, 상기 공기순환부(31)는, 요홈 내측에 에어분리판(35)에 수직방향으로 형성되어 공기가 유입되는 방향과 배출되는 방향이 구분되게 구성한다.
그리고, 상기 리어커버(22)는, 장홀(H2)을 마주하는 방향으로 에어순환구멍(35a)을 갖는 에어분리판(35)이 돌출 형성되어, 상기 장홀(H2)에 에어분리판(35)이 삽입되면서 리어커버(22)를 결합시켜, 상기 장홀(H2)의 일측이 폐쇄되게 구성하여 달성된다.
이러한 본 발명에 의하면, 송풍기를 구동시키는 모터의 하우징에 외부공기의 유입 및 순환을 위한 이동로를 형성하여, 송풍기의 구동으로 유입되는 외부공기를 사용하여 하우징 본체 내부의 공기순환부로 유입시켜 모터의 내부 열을 냉각시켜 모터의 효율 향상 및 수명을 연장시킬 수 있다.
또, 본 발명의 목적은, 하우징 본체의 측벽면에 공기가 이동하는 공기순환로를 형성하여 하우징 본체 내부의 고정자 및 회전자에 먼지 및 이물질이 유입 및 적층되는 것을 방지함과 아울러 공기접촉에 의한 부식 방지와 고장 및 화재발생의 위험성을 방지해 안전성을 향상시키게 된다.
그리고, 하우징 본체의 고정자 및 회전자가 수납되는 내부공간을 차폐하면서도, 송풍기의 작동으로 외부공기가 공기순환부에 강제 유입 및 이동되면서 모터의 내부열을 냉각시켜 제품 경쟁력을 향상시킬 수 있는 효과도 있다.
도 1은 본 발명인 송풍기용 구동모터의 설치 상태를 도시한 정면도.
도 2는 본 발명인 송풍기용 구동모터의 조립 상태를 도시한 측면도.
도 3은 본 발명의 구성인 공기순환부를 도시한 확대단면도.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 구성인 공기순환부의 실시예를 도시한 단면도.
도 7은 본 발명인 송풍기용 구동모터의 다른 실시 예를 도시한 정면도.
도 8은 본 발명인 송풍기용 구동모터의 측면도.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 구성인 공기순환부의 다른 실시예를 도시한 단면도.
본 발명인 공기순환을 이용한 냉각구조를 갖는 송풍기용 구동모터는, 송풍기 모터의 작동에 따라 흡입되는 공기가 하우징 본체의 단면 내부를 순환 이동하면서 방열할 수 있도록 구성하여 송풍기 구동모터의 과열방지 및 안전성을 향상시킬 수 있도록 발명한 것이다.
이하 본 발명에 따른 공기순환을 이용한 냉각구조를 갖는 송풍기용 구동모터의 구성을 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 기술되는 실시 예들에 의해 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 실시 예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
먼저, 본 발명이 적용되는 송풍기용 구동모터(20)는, 크게 도 1 내지 도 3에서와 같이 송풍기 케이싱(10)에 조립되며, 흡기구(11)를 통해 공기가 흡입되어 토출구(13)로 배기하도록 송풍팬(12)을 구동시키도록 구성한다.
상기 송풍기는, 통상적으로 송풍기 케이싱(10)의 전면에 흡기구(11)를 형성하고 측면에 흡입된 공기를 배기하는 토출구(13)를 갖는데, 상기 송풍기 케이싱(10)의 배면에는 송풍팬(12)을 회동시키는 구동모터(20)가 결합된다.
또, 상기 구동모터(20)는 크게 고정자와 회전자가 내부 수용공간(미부호)에 수용되는 하우징 본체(30)의 전면에 모터축이 관통 조립되는 프론트커버(21)가 구비되고, 후측에 리어커버(22)가 조립되도록 하여, 하우징 본체(30)의 내부에 외부 먼지나 이물질 등이 유입되는 것을 방지할 수 있도록 한다.
이때, 상기 구동모터(20)의 하우징 본체(30)는 프론트커버(21)를 포함한 전방 일측이 송풍기 케이싱(10)내부에 삽입되면서, 모터고정판(25)을 이용해 송풍기 케이싱(10)의 배면판에 체결 고정된다.
본 발명은, 상기 송풍기 케이싱(10)의 내부에 구비된 송풍팬(12)을 회동시키기 위해 작동하는 구동모터(20)의 내부열을 냉각시켜 구동모터(20)의 과열을 방지해 안전성을 향상시키고, 고정자 및 회전자의 공기 노출을 방지하여 고장 발생을 방지할 수 있도록 한 것이다.
이를 위해, 상기 구동모터(20)는, 프론트커버(21)가 포함된 하우징 본체(30)의 일측 단부가 송풍기 케이싱(10)내에 위치하며, 프론트커버(21)가 조립된 하우징 본체(30)의 외측면에 등간격을 갖고 타측면 방향으로 요(凹)형상의 공기순환부(31)가 복수개 형성되어, 흡기구(11)에서 토출구(13)로 이동하는 공기가 공기순환부(31)에 유입되게 구성한다.
즉, 도 2에서와 같이 하우징 본체(30)는 크게 원통형상의 단면을 갖고 프론트커버(21)와 조립되는데, 상기 프론트커버(21) 보다 더 큰 외측지름을 갖게 형성하여, 상기 노출된 외측면에 공기순환부(31)가 일정간격을 두고 연속해 형성되도록 한다.
이때, 상기 하우징 본체(30)의 공기순환부(31)에 대응해 프론트커버(21)의 외측 둘레에 'U' 형상의 홈부(21a)를 형성해 원통형상의 단면두께를 최소화하고 하우징 본체(30)를 차폐하면서도 공기순환부(31)를 노출시키도록 하는 형상도 본 발명의 구성에 포함된다.
또, 공기순환부(31)는 하우징 본체(30)의 내부 수용공간과 비교적 얇은 두께를 갖고 내벽면(32a)을 형성하여, 상기 수용공간에 수용된 고정자 및 회전자의 작동으로 발생되는 내부 열이 내벽면(32a)을 통해 공기순환부(31)에 용이하게 열전도 되게 한다.
또한, 공기순환부(31)의 외벽면(32b)도 비교적 얇은 두께를 갖고 형성하여 외부환경을 통해 하우징 본체(30)에 열전도된 내부 열을 방출시키는 것도 본 발명에 포함되며, 하우징 본체(30)의 강성을 위해 비교적 두꺼운 두께를 갖고 형성하는 것도 무방하다.
따라서, 상기 송풍기 케이싱(10)의 내측에서 송풍팬(12)의 회동으로 흡기구(11)로 유입된 외부 공기가 토출구(13) 방향으로 이동하면서, 상기 하우징 본체(30)의 공기순환부(31)로 유입 및 배출되는 순환과정을 거치게 되는데, 상기 공기 순환 시에 구동모터(20) 작동에 따라 발생된 내부 열과 열교환되어 내부를 냉각시키고, 상기 열교환된 공기는 다시 공기순환부(31)의 외측으로 배출되어 송풍기 케이싱(10)의 토출구(13)로 배기된다.
상기 공기순환부(31)는 요(凹)홈 형상을 갖고 형성하는 것도 가능하지만 도 4에서와 같이 하우징 본체(30)의 길이방향으로 관통된 장홀(H2)을 갖게 형성하고, 상기 하우징 본체(30)의 타측면에 리어커버(22)가 조립되면서 상기 장홀(H2)의 일단부가 폐쇄되도록 구성하는 것도 본 발명에 포함되며, 이를 통해 상기 공기순환부(31)의 제작 편의성을 향상시킬 수 있다.
그리고, 공기순환부(31)를 형성하는 내벽면(32a) 보다 외벽면(32b)에는, 외측방향 즉, 송풍기 케이싱(10) 방향으로 더 연장된 에어가이드편(33)이 성형되어, 흡기구(11)에서 토출구(13)로 이동하는 공기가 상기 에어가이드편(33)에 부딪치며 공기순환부(31)로 유입되게 구성한다.
여기에서, 상기 공기순환부(31)의 내측에는 길이방향으로 에어분리판(35)이 더 형성되어, 상기 에어가이드편(33)에 부딪치며 유입된 공기가 에어분리판(35)의 상측에서 리어커버(22) 방향으로 이동하다가 상기 에어분리판(35)의 일측 선단에 형성된 에어순환구멍(35a)을 통해 다시 하측으로 이동하여 프론트커버(21) 방향으로 이동되면서 하우징 본체(30)의 내부 열과 열교환 되어 내부를 냉각시키고, 상기 열교환된 공기는 배출되게 구성함으로써, 유입된 공기가 에어분리판(35)을 통해 유입 및 배출방향이 구분되게 한다.
이때, 상기 공기순환부(31)가 장홀(H2)을 갖고 리어커버(22)의 결합으로 폐쇄되는 구성에서는, 상기 에어순환구멍(35a)을 갖는 에어분리판(35)이 리어커버(22)의 마주하는 내측에서 돌출 구비되게 한 다음에 상기 장홀(H2)에 에어분리판(35)을 삽입하는 방식으로 조립되게 하는 것도 본 발명에 포함된다.
그리고, 도 5에서와 같이 상기 공기순환부(31)에 형성되는 에어분리판(35)은, 공기가 유입되는 방향의 폭은 크게 형성하고, 배출되는 방향의 폭은 좁게 형성되도록 경사각(∝)을 갖게 구비함으로써, 공기의 이동속도를 빠르게 하여 냉각효율을 향상시킬 수 있도록 한다.
또, 도 6에서와 같이 공기순환부(31)의 에어가이드편(33)이 송풍팬(12)의 회동으로 배기되는 공기의 토출방향으로 만곡지게 형성하여 유입되는 외부 공기를 보다 안정적으로 안내하도록 함과 아울러 에어분리판(35)을 수직방향으로 형성하여, 공기가 유입되는 방향과 배출되는 방향을 수평하게 구성함으로서, 공기의 이동흐름에 간섭을 주지 않도록 하고, 열교환 효율을 향상시키는 구성도 본 발명에 포함된다.
그리고, 본 발명의 다른 실시예로서, 도 7 내지 도 11에서와 같이 원통형상의 단면을 갖는 하우징 본체(30)의 외면에 방열핀(23) 및 공기순환부(31)가 일정간격을 두고 연속해 형성하는 것도 본 발명에 포함된다.
상기 방열핀(23)과 공기순환부(31)는 하우징 본체(30)의 외주연에서 돌출 형성되어, 상기 방열핀(23)의 면적과 공기순환부(31)를 형성하는 돌출면적을 통해 보다 넓은 면적으로 외부공기와 접촉해 구동모터(20)의 내부열을 냉각시킬 수 있으며, 상기 하우징 본체(30)의 형상만을 변형하는 것으로 사용가능하여 활용성 및 제작이 용이하다.
또, 상기 방열핀(23)은, 하우징 본체(30)의 외면에 형성되어 내부 열을 냉각시키는데 사용되는 것이 이미 공지된 구성이나 본 발명에서는 상기 방열핀(23)과 함께 외부 공기가 공기순환부(31) 내에 유입 및 배출되면서 구동모터(20)의 내부열을 보다 더 냉각시킬 수 있도록 하여 열교환 효율을 향상시키도록 한다.
그리고, 도 10 및 도 11에서와 같이 하우징 본체(30)의 외주연을 따라 돌출 형성된 공기순환부(31)에도 에어분리판(35)을 수직방향으로 형성하여, 상기 공기순환부(31)의 공기가 유입되는 방향과 배출되는 방향을 수평하게 구성함으로서, 공기의 이동흐름에 간섭을 주지 않도록 하고, 열교환 효율을 향상시키는 구성도 본 발명에 포함된다.
또한, 공기순환부(31)의 내측에서 에어분리판(35)의 선단에 형성된 에어순환구멍(35a)을 보다 크게 형성하여 내부에 유입된 공기가 하우징 본체(30)의 내부 열과 열교환 된 이후에 배출 방향으로 신속하게 배출되게 하여 열교환 효율을 향상시키는 구성도 본 발명에 포함된다.
이상에서와 같이 상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.
10. 송풍기 케이싱 20. 구동모터
30. 하우징 본체 31. 공기순환부
32a. 내벽면 32b. 외벽면
33. 에어가이드편 35. 에어분리판
35a. 에어순환구멍

Claims (7)

  1. 송풍기 케이싱(10)에 조립되며, 흡기구(11)를 통해 공기가 흡입되어 토출구(13)로 배기하도록 송풍팬(12)을 구동시키는 구동모터(20)에 있어서,
    상기 구동모터(20)는, 프론트커버(21)가 포함된 하우징 본체(30)의 일측 단부가 송풍기 케이싱(10)내에 위치되게 구성하고;
    상기 프론트커버(21)가 조립된 하우징 본체(30)의 외측면에 등간격을 갖고 타측면 방향으로 요(凹)형상의 공기순환부(31)가 복수개 형성되며,
    상기 공기순환부(31)는, 하우징 본체(30)의 내부 수용공간과 비교적 얇은 단면 두께를 갖고 내벽면(32a)을 형성하여, 상기 수용공간에 수용된 고정자 및 회전자의 작동으로 발생되는 내부 열이 내벽면(32a)을 통해 공기순환부(31)에 열전도되게 하고,
    상기 공기순환부(31)의 외벽면(32b)은, 상기 내벽면(32a)의 단면 두께와 같거나 보다 두껍게 형성하며,
    상기 프론트커버(21)는, 외측 둘레를 따라 'U' 형상의 개구된 홈부(21a)가 형성되어, 공기순환부(31)가 노출되게 하면서 하우징 본체(30)의 일측에서 내벽면(32a)을 포함해 내부 수용공간이 차폐되도록 조립하여,
    송풍기 케이싱(10) 내에서 회동하는 송풍팬(12)를 통해 흡기구(11)에서 토출구(13)로 이동하는 공기가 상기 공기순환부(31)에 유입되어 내벽면(32a)을 통해 열전도된 공기순환부(31)의 공기를 순환시켜 구동모터(20)의 내부열을 냉각시키도록 구성한 것을 특징으로 하는 공기순환을 이용한 냉각구조를 갖는 송풍기용 구동모터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 공기순환부(31)는,
    하우징 본체(30)의 길이방향으로 관통된 장홀(H2)을 갖게 형성하고, 상기 하우징 본체(30)의 타측면에 리어커버(22)가 조립되면서 상기 장홀(H2)의 일단부가 폐쇄되도록 구성한 것을 특징으로 하는 공기순환을 이용한 냉각구조를 갖는 송풍기용 구동모터.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징 본체(30)는,
    공기순환부(31)를 형성하는 내벽면(32a) 보다 외벽면(32b)이 외측방향으로 더 연장된 에어가이드편(33)이 성형되어, 흡기구(11)에서 토출구(13)로 이동하는 공기가 상기 에어가이드편(33)에 안내되어 공기순환부(31)로 유입되게 구성한 것을 특징으로 하는 공기순환을 이용한 냉각구조를 갖는 송풍기용 구동모터.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 공기순환부(31)는,
    요홈 내측에 길이방향으로 에어분리판(35)이 더 형성되어, 유입된 공기가 에어분리판(35)을 통해 유입 및 배출방향이 구분되게 구성한 것을 특징으로 하는 공기순환을 이용한 냉각구조를 갖는 송풍기용 구동모터.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 공기순환부(31)는,
    공기가 유입되는 방향의 폭은 크게 형성하고, 배출되는 방향의 폭은 좁게 형성되도록 에어분리판(35)이 경사각(∝)을 갖고 형성한 것을 특징으로 하는 공기순환을 이용한 냉각구조를 갖는 송풍기용 구동모터.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 공기순환부(31)는,
    요홈 내측에 에어분리판(35)에 수직방향으로 형성되어 공기가 유입되는 방향과 배출되는 방향이 구분되게 구성한 것을 특징으로 하는 공기순환을 이용한 냉각구조를 갖는 송풍기용 구동모터.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 리어커버(22)는,
    장홀(H2)을 마주하는 방향으로 에어순환구멍(35a)을 갖는 에어분리판(35)이 돌출 형성되어, 상기 장홀(H2)에 에어분리판(35)이 삽입되면서 리어커버(22)를 결합시켜, 상기 장홀(H2)의 일측이 폐쇄되게 구성한 것을 특징으로 하는 공기순환을 이용한 냉각구조를 갖는 송풍기용 구동모터.

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