KR102637870B1

KR102637870B1 - 의료, 특히 치과용 송풍기

Info

Publication number: KR102637870B1
Application number: KR1020210084717A
Authority: KR
Inventors: 안드레아스 해겔레; 토마스 볼볼드
Original assignee: 뒤르 덴탈 에스에
Priority date: 2020-06-29
Filing date: 2021-06-29
Publication date: 2024-02-16
Also published as: KR20220001501A; US20210404484A1; EP3933207A1; US11619243B2; CN114087216A

Abstract

기체 작동 유체, 특히 공기를 흡입 또는 압축하기 위한 의료용, 특히 치과 용 송풍기는 외부 하우징(18)이 있는 압축기 유닛(12)을 포함하고, 작동 유체를 위한 입구 개구(28) 및 서로 유체적으로 연결되고 압축기 섹터(22) 및 구동 섹터(24)를 정의하는 작동 유체를 위한 출구 개구(30)를 갖는다. 작동 유체는 압축기 섹터(22)에 수용되는 나선형 하우징(48)에 방사형 임펠러(42)가 있는 팬 유닛(42, 48)에 의해 유입구(28)에서 배출구(30)로 전달될 수 있고, 여기서 반경 방향 임펠러(42)의 회전축은 종축(40) 및 압축기 유닛(12)의 축 방향을 정의한다. 반경 방향 임펠러(42)는 전기 모터(32), 특히 구동 섹터(26)에 수용된 전자 정류 전기 모터에 의해 구동될 수 있다. 반경 방향으로 나선형 하우징(48)을 적어도 부분적으로 둘러싸는 압축기 섹터(22)에 제 1 및 제 2 압축기 단열 공간(98, 100)을 정의하는 방음 단열 시스템(94)이 있으며, 여기서 제 1 액체(142)로 구성된 제 1 액체 체적(140)은 제 1 압축기 절연 공간(98)에 반경 방향으로 존재하고 고체 절연체(116)는 제 2 압축기 절연 공간(100)에 존재한다. 또한, 구동 섹터(24)의 방음 절연 시스템(94)은 반경 방향으로 전기 모터(32)를 적어도 부분적으로 둘러싸는 제 1 및 제 2 구동 절연 공간(102, 104)을 정의하고, 여기서 제 2 액체(146)로 구성된 제 2 액체 체적(146)은 제 1 구동 절연 공간(102)에 반경 방향으로 존재하고 고체 절연 층(124)은 제 2 구동 절연 공간(104)에 존재한다.

Description

의료, 특히 치과용 송풍기 {MEDICAL, IN PARTICULAR DENTAL, BLOWERS}

본 발명은 기체 작동 유체, 특히 공기를 추출하거나 압축하기 위한 의료용, 특히 치과용 팬에 관한 것으로서,

a) 서로 유체적으로 연결되는 작동 유체를 위한 입구 개구 및 작동 유체를 위한 출구 개구를 포함하고, 압축기 섹터 및 구동 섹터를 정의하는 외부 하우징을 갖는 압축기 유닛;

b) 압축기 섹터에 유지되고 작동 유체를 입구 개구로부터 출구 개구로 공급할 수 있는 나선형 하우징에 반경 방향 임펠러가 있는 팬 장치 - 상기 반경방향 임펠러의 회전축은 압축기 유닛의 길이방향 축과 축방향을 정의함 - ;

c) 구동 섹터에 유지되고 반경 방향 임펠러를 구동할 수 있는 전기 모터, 특히 전자적으로 정류된 전기 모터;

d) 방음 흡수 시스템을 포함한다.

이러한 팬은 시장에서 알려져 있으며 외부 연결 방식에 따라 흡입 기계 또는 압축기로 사용할 수 있다.

특히 치과 분야에서, 이러한 팬은 높은 팬 용량이 보장되는 동시에 유리한 에너지 소비가 보장되는 높은 수준의 효율을 갖는 것이 바람직하다. 치료 부위에서 발생하는 액체 및 고체를 추출하기 위해 팬이 사용되는 치과 수술에서, 팬은 종종 직원 및 환자에 의해 사용되는 영역 근처에 유지된다. 따라서 적당한 소음 발생이 특히 바람직하다. 또한, 팬이 치료 장소에 잘 보관될 수 있고 가능하면 이동식으로도 취급될 수 있도록 팬이 컴팩트하고 가능한 가장 작은 치수를 갖는 것이 항상 목표이다.

소음 발생과 관련하여, EP 2 686 559 B1에서 흡음은 각각의 경우 챔버에서 반경 방향 임펠러가 있는 나선형 하우징과 전기 모터를 반경 방향으로 둘러싸는 액체를 사용하여 제공된다. 이것은 외부 하우징 또는 그 하우징 벽에 의해 반경 방향으로 인접한다.

액체가 흡음에 사용될 수 있다는 것이 여기에서 인식되었지만, 이러한 설계의 팬은 여전히 상대적으로 큰 치수를 가지며 실제로 작동하는 동안 상대적으로 큰 소음을 발생시키는 것으로 여전히 발견된다.

따라서, 본 발명의 목적은 컴팩트한 장치와 함께 효과적인 소음 감쇠가 제공되는 서두에 언급된 유형의 팬을 제공하는 것이다.

이러한 목적은 다음을 제공함으로써 처음에 언급된 유형의 팬의 경우에 달성된다:

e) 압축기 섹터의 방음 흡수 시스템은 반경 방향으로 나선형 하우징을 적어도 부분적으로 둘러싸는 제1 및 제2 압축기 흡수 공간을 정의하고, 여기서, 반경 방향으로, 제1 압축기 흡수 공간에는 제1 액체의 제1 액체 부피가 있고 제2 압축기 흡수 공간에는 고체 흡수기가 있으며;

f) 구동 섹터의 방음 흡수 시스템은 반경 방향으로 전기 모터를 적어도 부분적으로 둘러싸는 제1 및 제2 구동 흡수 공간을 정의하고, 여기서, 반경 방향으로, 제1 구동 흡수 공간에는 제2 액체의 제2 액체 부피가 있고 제2 구동 흡수 공간에는 고체 흡수층이 있다.

본 발명에 따르면, 방음을 위한 액체 시스템과 고체 시스템의 조합이 기존의 팬에 비해 팬의 소음 발생이 적고 또한 기존의 팬에 비해 매우 컴팩트하게 형성될 수 있는 효과적인 방음을 달성할 수 있는 것으로 인식되었다. 이것은 특히 큰 이점이 있는데, 왜냐하면, 팬의 크기가 감소되면, 여전히 적절한 팬의 흡입 용량을 얻기 위해, 더 높은 주파수 범위에서 그에 상응하는 높은 소음 발생과 함께 더 빠른 속도로 회전하는 전기 모터가 필요하기 때문이다.

다음과 같은 경우 방음에 특히 효과적이다:

a) 제1 압축기 흡수 공간은 나선형 하우징에 직접 인접한 반경 방향 공간이고;

및/또는

b) 제1 구동 흡수 공간은 전기 모터에 직접 인접하는 환형 공간이다.

제1 액체 및/또는 제2 액체가 물이면 우수한 방음이 이미 달성될 수 있다. 제1 액체 및/또는 제2 액체가 실리콘, 오일, 글리콜 또는 글리콜 혼합물인 경우 방음은 더욱 개선될 수 있다.

고체 시스템과 관련하여, 흡수기 및/또는 흡수층이 발포 재료로부터 적어도 부분적으로 형성되는 것이 바람직하다.

흡수기 및/또는 흡수층이 서로 분리된 또는 또는 층들이 서로 결합, 특히 서로 접착 결합된 복합 층으로서 전체적으로 또는 부분적으로 형성되는 반경 방향으로 서로 이어지는 다수의 층으로 형성되고;

a) 적어도 하나의 층이 발포 재료로 생성되고, 적어도 하나의 층이 역청 무거운 호일에서 생성되며;

및/또는

b) 발포 재료와 역청 무거운 호일로 교대로 형성된 반경 방향으로 서로 이어지는 층이 제공되고;

및/또는

c) 반경 방향으로 서로 이어지는 4개의 층이 제공되고;

및/또는

d) 반경 방향 가장 안쪽 층은 역청 무거운 호일로 형성되는 경우에 유리하고, 방음을 더욱 향상시킬 수 있다.

방음 시스템이 또한

a) 축 방향으로 제1 압축기 흡수 공간과 외부 하우징 사이에 배치된 고체 흡수 블록을 제2 압축기 흡수 공간에 포함하고;

및/또는

b) 축 방향으로 제1 구동 흡수 공간과 외부 하우징 사이에 배치되는 고체 흡수 블록을 제2 구동 흡수 공간에 포함하는 경우 유리하다.

이러한 방식으로, 축 방향으로 방음이 또한 증가한다.

또한,

a) 외부 하우징은 또한 나선형 하우징의 흐름 출력에 연결되고 압축기 유닛의 출구 개구로 이어지는 배출 채널이 있는 배출 섹터를 정의하고;

b) 배출 섹터의 방음 흡수 시스템이, 배출 채널을 적어도 부분적으로 둘러싸고 솔리드 사운드 댐퍼 부피가 있는 배출 흡수 공간을 정의하는 경우 유리하다.

이러한 방식으로, 입구로부터 출구로의 작동 유체의 흐름으로 인한 배출음도 크게 감쇠될 수 있으며, 이는 전체적으로 방음에 기여한다.

이와 관련하여 작동 유체의 유로가 나선형 하우징에서 압축기 유닛의 출구 개구까지 형성되는 경우에도 유리하고, 여기서 이 흐름 경로는 배기 공기의 흐름 방향이 특히 90°의 각도로 편향되는 하나 이상의 편향 지점을 포함한다. 이러한 방식으로, 압축기 유닛으로부터 작동 유체가 배출되는 가능한 한 긴 유로는 가능한 한 작은 베이스 영역과 함께 형성될 수 있다.

유체적으로 압력 손실은 편향 지점에서 발생하기 때문에, 적어도 편향 지점 전에는 흐름 방향으로 좁아진 또는 좁아지는 단면을 정의한 다음 다시 넓어지는 단면을 정의하는 수축부가 있는 압력 보상 부분이 있는 경우 유리하다.

압력 보상 부분에서 유동 경로의 단면은 1.1과 1.3 사이의 계수, 바람직하게는 약 1.24 또는 약 1.3의 계수만큼 수축부에서 다시 넓어진 단면으로 넓어지는 것이 특히 효과적이다.

또한 구조적으로 전달되는 소리의 전달을 줄이기 위해, 방음 흡수 시스템은 전기 모터 및/또는 나선형 하우징이 외부 하우징에 대해 부유 방식으로 장착되는 베어링 구조를 포함하는 것이 유리한다.

특히 효과적으로, 베어링 구조는 이를 위해 고체 흡수기 및/또는 고체 흡수층 및/또는 청구항 6에 따른 고체 흡수 블록 중 하나 또는 둘 모두를 포함할 수 있다.

작은 치수가 가능하고 동시에 적당한 소음이 발생하면 팬의 폐열이 증가할 수 있으므로, 팬의 작동 신뢰성을 보장하기 위해 효과적인 냉각이 필요하다. 이를 위해, 팬이 냉각 시스템을 포함하는 경우 추가 이점이 있고, 이를 위해

a) 제1 구동 흡수 공간은 관통 흐름 공간으로 형성되고, 제1 압축기 흡수 공간은 폐쇄 공간으로 형성되고;

또는

제1 구동 흡수 공간은 폐쇄 공간으로 형성되고, 제1 압축기 흡수 공간은 관통 흐름 공간으로 형성되고;

또는

제1 구동 흡수 공간 및 제1 압축기 흡수 공간은 관통 흐름 공간으로 형성되고;

b) 관통 흐름 공간은 유입 연결부 및 유출 연결부에 연결되며, 이들 부분은 관통 흐름 공간을 통해 흐르는 액체가 냉각 액체를 제공하는 냉각 회로에 대한 유입 라인 및 유출 라인에 연결된다.

이러한 방식으로 적어도 관통 흐름 공간의 액체는 방음 및 냉각 모두에 사용된다. 제1 구동 흡수 공간과 제1 압축기 흡수 공간이 관통 흐름 공간으로 형성되면, 이들은 공간적으로 분리되어 각각 대응하는 연결부에 연결될 수 있다. 대안적으로, 흡수 공간 중 하나만이 유입 연결부 및 유출 연결부에 연결되는 것도 가능하며, 여기서 두 개의 흡수 공간은 유체적으로 서로 연결된다.

가능하게 된 컴팩트한 유형의 구성은 팬이 냉각 회로에 운반되는 냉각 액체용 냉각제 용기를 갖는 냉각제 공급 유닛 및 펌프를 포함하는 것이 유리하게 가능하다는 것을 의미한다. 이런 방식으로 팬은 외부 냉각제 소스에 의존하지 않고 모바일 팬으로 사용할 수 있다.

바람직하게는, 제1 압축기 흡수 공간 및 제1 구동 흡수 공간은 열 전도체로서, 특히 이를 위해 알루미늄으로 형성된 중간 벽에 의해 서로 분리된다. 이러한 방식으로, 열은 제1 압축기 흡수 공간의 제1 액체로부터 구동 흡수 공간의 제2 액체로 또는 그 반대로 전달될 수 있다.

또한 압축기 유닛의 냉각을 추가로 지원하기 위해, 입구가 흡입 라인에 연결되고, 냉각 시스템은 열 교환기에 작동 유체 및 냉각 유체가 흐르도록 하는 방식으로 냉각 회로의 유입 라인 및 유출 라인에 연결된 열 교환기를 포함하여, 열은 냉각 액체로부터 작동 유체로 전달되고 냉각 액체는 냉각되는 경우 특히 효과적이다. 이러한 방식으로, 흡입 공기는 냉각 회로를 냉각하는데 사용된다.

시장에 알려진 비슷한 용량의 팬의 경우, 작동 유체(덴탈 팬의 경우 스프레이 미스트 또는 에어로졸 형태의 흡입 공기임)는 실온에서 흡입된다. 압축은 배기 공기의 온도가 상대적으로 높을 정도로 가열되며, 팬의 구성에 따라 부하가 80°C에서 100°C 사이일 수 있다. 팬 내부에는 이미 너무 높은 온도가 있어 예를 들어 로터의 베어링에 응력이 가해져 서비스 수명이 단축된다. 그러나 더 높은 배기 공기 온도는 배기 공기 라인의 후속 설치에도 부정적인 영향을 미친다.

본 발명의 경우, 그럼에도 불구하고 냉각 회로를 냉각하기 위해 흡입 공기를 사용하거나 결과적으로 배기 공기의 온도를 허용할 수 없을 정도로 증가시키지 않고 배기 공기 라인을 통해 팬에 의해 방출된 열을 방출하는 것이 가능하다. 그렇게 하기 위해, 더 복잡한 방법으로 팬을 외부에서 냉각할 필요가 없다: 예를 들어 외부 팬, 대류 수단, 열 발산 연결부 또는 표면 등을 생략할 수 있다. 이것은 통상적인 팬과 비교하여 소음을 거의 발생시키지 않으면서, 팬이 여전히 매우 컴팩트하게 형성될 수 있다는 위에서 언급된 가능성에 도움이 되는 방식으로 기여한다.

위에서 설명한 조치의 일부 또는 전부의 상호 작용은 특히 작동 유체가 팬을 통한 유동 경로에서 가열되어 배기 공기의 온도가 임계 임계값 미만이 되도록 하는 시너지 효과를 생성하고, 따라서 위 또는 위로 흐르는 구성 요소가 바람직하지 않게 스트레스를 받거나 손상되지 않고 배기 공기의 온도 상승은 여전히 가능하다.

특히 치과 부문에서는, 예를 들어 치과용 석션 캐뉼러가 조직이나 고형물 입자에 의해 막힌 경우 팬으로의 흡입 경로가 막힐 수 있다. 이러한 경우에, 입구는 흡입 라인에 연결되고 안전 장치가 제공되며, 이러한 안전 장치에 의해 흡입 라인의 부분적 또는 완전한 차단을 감지할 수 있으며, 흡입 라인이 차단된 경우, 보조 가스를 제공하여 작동 유체 대신 압축기 유닛의 입구 개구로 흐르는 경우 유리하다.

이 경우, 안전 장치는 바람직하게는 흡입 라인으로 개방되는 보조 가스 라인의 밸브를 포함하고, 여기서 안전 장치는 밸브가 기본 구성에서 폐쇄되고 하나 이상의 매개변수, 특히 흡입 라인의 압력, 온도 및/또는 부피 유량에 따라 개방되도록 설계된다.

본 발명의 예시적인 실시예는 도면에 기초하여 아래에서 더 상세히 설명된다.
도 1은 냉각제 공급 유닛 상에 배치된 압축기 유닛을 갖는 수직 단면의 치과용 팬의 사시도를 도시한다.
도 2는 도 1의 단면 II-II에서 압축기 유닛 및 냉각제 공급 유닛의 단면을 도시한다.
도 3은 도 1의 III-III 단면에서 압축기 유닛의 단면을 도시한다.
도 4는 도 1의 단면 IV-IV에서 압축기 유닛의 단면을 도시한다.
도 5는 도 2의 V-V 단면선을 따른 압축기 유닛의 단면을 도시한다.
도 6은 도 2의 단면선 VI-VI를 따른 압축기 유닛의 단면을 도시한다.
도 7은 도 2의 VII-VII 단면선을 따른 압축기 유닛의 단면을 도시한다.
도 8은 압축기 유닛의 공기 공급 라인을 위한 열 교환기의 종단면을 도시한다.
도 9는 도 8에 따른 단면의 열 교환기의 사시도를 도시한다.
도 10은 추가 안전 장치가 있는 팬의 레이아웃을 보여준다.

도면에서, 10은 전체적으로 치과용-의료용 팬으로서, 기체상의 작동유체를 흡입하거나 압축할 수 있는 팬이다. 팬(10)은 특히 하나 이상의 치과 치료 장소를 위한 흡입 유닛으로서 사용된다.

전반적인 명확성을 위해, 모든 구성요소 및 요소가 각 도면에서 참조 부호로 제공되지는 않는다.

팬(10)은 압축기 유닛(12) 및 본 예시적인 실시예의 경우 압축기 유닛(12)이 배치되는 냉각제 공급 유닛(14)을 포함한다. 그러나 고정식 냉각제 공급 장치가 있는 경우, 치과용 팬(10)은 냉각제 공급 유닛(14) 없이 작동될 수도 있고 압축기 유닛(12)만을 포함할 수도 있다. 이것 및 냉각제 공급 유닛(14)은 아래에서 다시 더 논의될 것이다.

압축기 유닛(12)은 내부 공간(20)을 둘러싸는 외부 하우징(18)을 갖는 다중 부품 하우징(16)을 포함한다. 내부 공간(20)은 기능적으로 압축기 섹터(22), 구동 섹터(24) 및 배출 섹터(26)로 분할된다. 압축기 섹터(22)는 외부 하우징(18)에서 위에서 아래로 연장되고, 구동 섹터(24)는 외부 하우징(18)에서 압축기 섹터(22)를 따라 위에서 아래로 그리고 구동 섹터(24)까지 형성되며, 이는 구동 섹터(24) 아래로 그리고 부분적으로 압축기 섹터(22)를 따라 연장된다. 달리 말하면, 배출 섹터(26)는 구동 섹터(24)보다 낮은 레벨에 형성되고, 배출 섹터(26)의 레벨에서 압축기 섹터(22)는 배출 섹터에 의해 부분적으로 둘러싸여 있다. 하우징(16)은 서로 유체적으로 연결된 작동 유체를 위한 입구 개구(28) 및 출구 개구(30)를 포함한다. 작동 유체는 입구 개구(28)를 통해 압축기 섹터(22) 내로 통과되고, 그곳에서 압축되고 배출 섹터(26)를 통한 유로를 통해 전달되고 배출 개구(30)를 통해 배출된다.

구동 섹터(18)에는 모터 하우징(34)을 포함하는 전기 모터(32)가 배치되어 있다. 전기 모터(32)는 그 자체로 내부 회전자 모터로 알려진 방식으로 형성되고 전체 명확성을 위해 구체적으로 도시되지 않은 고정자와 회전 샤프트(38)를 형성하는 36으로 표시된 회전자를 포함한다.

본 예시적인 실시예의 경우, 로터(36) 및 회전 샤프트(38)는 도 2에만 도시된 압축기 유닛(12)의 길이방향 축(40)에 대해 동축으로 연장된다. 이 길이방향 축(40)에 대해, 외부 하우징(18)의 입구 개구(28)는 압축기 유닛(12)의 단부면에 배치된다.

전기 모터(32)는 고속 전기 모터이고 40,000rpm 내지 55,000rpm의 회전 속도 및 일반적으로 약 50,000rpm의 회전 속도로 작동된다. 실제로, 전기 모터(32)는 바람직하게는 전자적으로 정류된 DC 모터이다.

명시적으로 도시되지 않은 변형의 경우, 전기 모터(32)는 또한 외부 회전자로 설계될 수 있으며, 이에 의해 더 큰 토크가 얻어질 수 있다. 그러나 정지 상태에서 전기 모터(32)의 더 빠른 시동은 내부 회전자 모터에 의해 지원된다.

회전자 샤프트(38)는 모터 하우징(34)으로부터 내부 공간(20)의 압축기 섹터(22)로 연장하고 공동 회전을 위해 공지된 방식으로 커버 플레이트를 갖는 반경 방향 임펠러(42)를 지지한다. 별도로 표시되지 않은 측면과 회전 샤프트(38)로부터 멀리 떨어진 측면에 중앙 입력 개구(44)가 있다. 입력 개구(44)는 회전 샤프트(38)에 대해 동축으로 형성된다. 압축기 유닛(12)의 설명된 길이방향 축(40)은 반경 방향 임펠러(42)의 회전축에 의해 정의되며, 이는 결과적으로 마찬가지로 압축기 유닛(12)의 축방향을 설정한다.

반경 방향 임펠러(42)는 반경 방향 임펠러(42)의 입력 개구(44)로 이어지는 유동 입구(50)를 갖는 나선형 하우징(48)의 나선형 공간(46)에 유지된다. 도 3 내지 도 5에서 볼 수 있는 나선형 하우징(48)의 흐름 출력(52)은 압축된 작동 유체를 배출 섹터(26)로 아래쪽으로 안내한다.

반경 방향 임펠러(42)와 나선형 하우징(48)은 함께 팬 유닛(42, 48)을 형성한다.

나선형 하우징(48) 및 모터 하우징(34)은 나선형 하우징(48)을 둘러싸는 제1 케이싱 부분(56)을 갖고 모터 하우징(34)을 둘러싸는 제2 케이싱 부분(58)을 갖는 플라스틱의 다중 부품 케이싱(54)에 배치된다.

케이싱(50)의 제1 케이싱 부분(56)은 외부 하우징(18)의 입구 개구(28) 방향으로 향하는 자유 단부 벽(60) 및 측벽(62)을 갖는다. 단부 벽(60)은 입구(64)를 포함하며, 이를 통해 작동 유체가 반경 방향 임펠러(42)의 입력 개구(44)로 흐를 수 있다. 본 실시예의 경우, 케이싱(50)의 입구(64)는 외부 하우징(18)의 입구 개구(28)를 통해 동축 외부로 연장되고 입구 라인(68)에 대한 연결부로서 외부에서 접근 가능한 입구 노즐(66)로서 형성된다. 흡입 라인(68)은 도 9에만 도시되어 있다.

제2 케이싱 부분(58)은 나선형 하우징(48)으로부터 떨어져 있는 자유 단부 벽(70) 및 측벽(72)을 갖는다. 길이방향 축(40)에 대해 동축으로 단부 벽(70)에는, 단부 벽(70)에 가까운 단부에서 모터 하우징(34)을 둘러싸고 모터 하우징(34)에 대해 밀봉되는 베어링 통로(74)가 형성된다.

케이싱(54)의 제1 케이싱 부분(56)과 제2 케이싱 부분(58) 사이에는, 중간 벽(76)이 형성되어, 한편으로, 나선형 하우징(48) 및 결과적으로 팬 유닛(42, 48)은 팬 유닛(42, 48)에 직접 인접하는 반경 방향 공간(78)에 의해 둘러싸여 있으며, 다른 한편으로, 모터 하우징(34) 및 결과적으로 전기 모터(32)는 도 2에서만 볼 수 있고 전기 모터(32)에 직접 인접하는 환형 공간(80)에 의해 둘러싸여 있다.

도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 위에서 언급된 나선형 하우징(48)의 흐름 출구(52)는 연결 채널(82)을 포함하고, 이는 나선형 공간(46)에서 편향 채널(84)로 이어지며, 이 편향 채널을 통해 압축된 작동 유체가 90°로 편향되어 배출 채널(86)로 안내되며, 배출 채널은 배출 섹터(26)를 통해 압축기 유닛(12)의 배출구(30)로 연결된다. 따라서 일반적으로 배출 채널(86)은 팬 유닛(42, 48)의 흐름 출구(52)에 연결된다.

하우징 인서트(88)는 배출 섹터(26)를 압축기 섹터(22) 및 구동 섹터(24)로부터 구조적으로 분리한다. 도 6 및 도 7에서 알 수 있는 바와 같이, 하우징 인서트(88)는 배출 채널(86) 위에 제공된 중간 베이스(90), 및 편향 채널(84)이 압축기 섹터(22)에 배치되는 영역에서 압축기 섹터(22)를 배출 섹터(26)로부터 분리하는 중간 벽(92)을 정의하고, 중간 베이스(90) 및 중간 벽(92)은 또한 일체형으로 통합될 수 있다.

압축기 유닛(12)은 방음 흡수 시스템(94) 및 냉각 시스템(96)을 포함하고, 이들의 요소는 압축기 유닛(12)의 방음 및 냉각 모두에 부분적으로 기여한다.

먼저 흡수 시스템(94) 및 압축기 유닛(12)의 방음에 관한 요소 및 구성요소가 논의된 다음 냉각 시스템(96) 및 압축기 유닛(12)의 냉각에 관한 요소 및 구성요소가 논의된다.

방음 흡수 시스템(94)은 방음을 위한 총 5개의 흡수 공간을 정의하는데, 제1 내부 압축기 흡수 공간(98), 제2 외부 압축기 흡수 공간(100), 제1 내부 구동 흡수 공간(102), 제2 외부 구동 흡수 공간(104) 및 배출 흡수 공간(106)을 정의한다.

제1 및 제2 압축기 흡수 공간(98, 100)은 반경 방향으로 팬 유닛(42, 48)을 적어도 부분적으로 둘러싼다. 제1 및 제2 구동 흡수 공간(102, 104)은 반경 방향으로 전기 모터(32)를 적어도 부분적으로 둘러싼다.

제1 압축기 흡수 공간(98)은 전술한 반경 방향 공간(78)에 의해 형성되고, 제1 구동 흡수 공간(102)은 전술한 환형 공간(80)에 의해 형성된다.

제 2 압축기 흡수 공간(100)은 외부 하우징(18)과 케이싱(54)의 제 1 케이싱 부분(56) 사이의 공간과 하우징 인서트(88)의 중간 벽(92)에 의해 정의된다. 제2 구동 흡수 공간(104)은 외부 하우징(18)과 케이싱(54)의 제2 케이싱 부분(58) 사이의 공간과 하우징 인서트(88)의 중간 베이스(90)에 의해 형성된다.

배출 흡수 공간(106)은 외부 하우징(18), 중간 베이스(90) 및 하우징 인서트(88)의 중간 벽(92) 사이의 공간에 의해 형성된다.

방음 흡수 시스템(94)은 한편으로는 고체 시스템(108) 및 다른 한편으로는 유체 시스템(110)을 포함한다.

고체 시스템(108)은 흡음 재료의 제1 고체 흡수 블록(112)을 포함하고, 이는 외부 하우징(18)과 케이싱(54) 사이의 제2 압축기 흡수 공간(100)에 길이방향 축(40)에 대해 축방향으로 배치되고, 제1 케이싱 부분(56)의 입구 노즐(66)이 연장되는 통로(114)를 갖는다. 여기 및 이하에서 다른 요소 및 구성요소와 관련된 것을 포함하여 일반적으로 흡음 재료가 언급될 때, 이는 여기에서 관련된 주파수 범위에 적합한 흡음 특성을 갖는 재료를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.

본 예시적인 실시예의 경우, 흡수 블록(112)은 발포 재료로 제조된다. 여기 및 이하에서 다른 요소 및 구성요소와 관련된 것을 포함하여 발포 재료에 대해 언급하는 경우, 이는 그 자체로 알려진 바와 같이 실제로 재생 발포체이다. 그러나, 여기에 해당하는 주파수 범위에 적합한 흡음 특성을 갖는 다른 발포 재료를 각각 사용할 수 있다.

제2 압축기 흡수 공간(100)의 나머지 영역에는 흡음 재료의 고체 흡수기(116)가 배치되어 있으며, 이는 이용 가능한 공간을 보완하도록 되어 있다. 흡수기(116)도 마찬가지로 발포 재료로 형성된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 이 경우에 흡수기(116)은 이것이 둘러싸는 편향 채널(84)에 대해 놓여 있지 않은 반면, 흡수기(116)은 케이싱(54)과 접촉한다.

구체적으로 도시되지 않은 변형의 경우, 제1 흡수 블록(112) 및 흡수기(116)은 별도의 요소가 아니고, 인접한 흡수 구조(112, 116)의 일부일 수 있다.

고체 시스템은 또한 제2 구동 흡수 공간(104)에 흡음 재료의 제2 고체 흡수 블록(118)을 포함하고, 이는 길이방향 축(40)에 대해 축 방향으로 외부 하우징(18)과 케이싱(54) 사이에 배치되고, 모터 하우징(34)이 지지되는 리세스(120)를 갖는다. 모터 하우징(34)은 이를 위해 제2 재료 블록(118)의 리세스(120) 내로 돌출하는 단부면 베어링 돌출부(122)를 갖는다. 제2 흡수 블록(118)도 마찬가지로 발포 재료로 제조된다.

케이싱(54) 및 흡수 블록(118)의 제2 케이싱 부분(58) 둘레에 반경 방향으로 존재하는 제2 압축기 흡수 공간(100)의 나머지 환형 영역에서, 흡음 재료의 고체 흡수 층(124)이 형성된다. 이 흡수층(124)은 반경 방향으로 서로 이어지는 다수의 층(126)으로 형성되며, 본 예시적인 실시예의 경우 반경 방향 외향으로 4개의 층(126.1, 126.2, 126.3 및 126.4)이 도시되어 있다. 제1 층(126.1) 및 제3 층(126.3)은 이 경우 역청 무거운 호일로 형성되고 대략 1mm 내지 2mm, 바람직하게는 1.5mm의 두께를 갖는다. 제2 층(126.2)은 다시 발포 재료이고, 8mm 내지 12mm, 바람직하게는 10mm의 두께를 갖는다. 제4 층(126.4)도 마찬가지로 발포 재료로 다시 생성되고 3mm 내지 7mm, 바람직하게는 5mm의 두께를 갖는다.

층(126)은 서로 분리되거나, 또는 층(126)이 서로 접착식으로 결합되는 복합 층으로서 전체적으로 또는 부분적으로 형성될 수 있다.

구체적으로 도시되지 않은 변형의 경우, 제2 압축기 흡수 공간(100)의 흡수 블록(112) 및/또는 흡수기(116) 및/또는 제2 구동 흡수 공간(104)의 제2 흡수 블록(118)은 이와 같이 적절한 층들로부터 형성될 수 있고 및/또는 흡수층(124)은 예를 들어 재생 발포체와 같은 하나의 동일한 흡수 재료로부터 일체로 형성될 수 있다.

구체적으로 도시되지 않은 변형의 경우, 제2 흡수 블록(118) 및 흡수층(124)은 별도의 요소가 아니라, 인접한 흡수 구조(118, 124)의 일부일 수 있다.

방음에 더하여, 전기 모터(32)와 나선형 하우징(48)으로부터 외부 하우징(18)으로의 구조적 소리의 전달을 근본적으로 줄이기 위해, 전기 모터(32)와 나선형 하우징(48)은 플로팅 방식으로 장착된다. 이것은 모터 하우징(34)이 제2 흡수 블록(118)에 의해 플로팅 방식으로 장착되고 케이싱(54)이 플로팅 방식으로 장착됨으로써 여기에 도시된 예시적인 실시예의 경우에 달성된다. 그 중간 벽(76)은 이 경우에 반경 방향 공간(78)과 환형 공간(80) 사이의 분리 벽으로서 작용할 뿐만 아니라, 추가적으로 모터 하우징(34)이 케이싱(54)에 반경 방향으로 장착되게 하는 베어링 플랜지(128)로서도 작용한다.

본 실시예의 경우, 방음 흡수 시스템(94)은 결과적으로 베어링 구조(130)를 포함하고, 이를 통해 전기 모터(32) 및 나선형 하우징(48)이 외부 하우징(18)에 대해 플로팅 방식으로 장착된다.

본 실시예의 경우, 이러한 플로팅 장착은 고체 재료 요소(112, 116, 118 및 124), 즉 제1 흡수 블록(112), 흡수기(116), 제2 흡수 블록(118) 및 흡수 층(124)에 의해 동시에 베어링 구조(130)에 의해 형성된다. 베어링 구조는 또한 언급된 고체 재료 요소(112, 116, 118, 124) 중 단지 하나 또는 일부를 포함할 수 있다.

방음 흡수 시스템(94)의 고체 시스템(110)은 또한 흡음 재료의 솔리드 사운드 댐퍼 부피(132)를 포함하며, 이는 방출 채널(86)을 둘러싸고 방출 흡수 공간(106)을 채운다. 도 2 내지 도 6 각각에서, 배출 섹터(24) 및 배출 흡수 공간(106) 내부가 어떻게 보이는지 보여주기 위해 사운드 댐퍼 부피(132)의 상부가 생략되었고 도시되지 않았다. 본 실시예의 경우, 사운드 댐퍼 부피(132)의 흡음 재료도 마찬가지로 발포 재료이다.

또한, 나선형 하우징(48)으로부터 압축기 유닛(12)의 출구 개구(30)까지의 배기 공기에 대해 134로 표시된 유로와 관련하여 구조적 조치는 배기 공기의 소음 감쇠에 추가로 기여하고, 이는 도 5, 도 6 및 도 7을 기반으로 설명된다. 이 유로(134)는 연결 채널(82), 편향 채널(84) 및 배출 채널(86)에 의해 모두 형성된다.

유로(134)는 다수의 편향 부분(136)을 포함하고, 여기에서 배출 섹터(24)의 가용 설치 공간 내에서 가능한 한 배기 공기에 대한 유로를 제공하기 위해 배기 공기의 흐름 방향이 편향된다. 본 실시예의 경우에는 이러한 편향 부분(136)이 3개 존재한다. 제1 편향 부분(136.1)은 이미 설명된 편향 채널(84)에 의해 형성되고, 이후에 2개의 추가 편향 부분(136.2, 136.3)이 유동 방향으로 뒤따른다. 본 실시예의 경우, 배기 공기는 각 편향 부분(136)에서 90° 편향된다.

90° 각도로 가스 흐름의 편향으로 인해, 상대적으로 큰 압력 손실이 있다. 더 작은 각도로 편향됨에 따른 압력 손실은 더 온건하지만, 사용 가능한 설치 공간은 배출 섹터(26)에 유로(134)를 제공하기 위해 배출 채널(86)에서 더 큰 편향을 필요로 한다. 따라서 유로(134)에 수축이 있는 압력 보상 부분(138)이 있다. 이를 위해, 압력 보상 부분(138)은 유동 방향으로 좁아진 또는 좁아지는 단면을 정의하고, 그 후 다시 넓어지는 단면을 정의하며, 각각의 편향 부분(136.1, 136.2 및 136.3)은 각각 대응하는 압력 보상 부분(138.1, 138.2 및 138.3)이 유동 방향으로 선행한다.

제1 압력 보상 부분(138.1)은 도 5에만 표시되며, 이 경우 나선형 공간(46)과 편향 채널(86)보다 작은 단면을 갖는 편향 채널(86) 사이의 연결 채널(82)에 의해 제공되며, 결과적으로 그것에 비해 좁아지고, 흐름 경로(134)는 그 후 단차를 통해 편향 채널(86)로 갑자기 넓어진다; 이것은 특히 도 5에 설명되어 있다. 단면은 이 경우에 대략 1.3 내지 1.95의 계수만큼, 바람직하게는 대략 1.3의 계수만큼 넓어진다.

도 7에서 볼 수 있는 바와 같이, 다른 압력 보상 부분(138.2, 138.3)에 있는 배출 채널(86)의 단면은 각각 원뿔형으로 좁아진 다음, 각각의 편향 부분(136.2, 136.3)으로 다시 원뿔형으로 넓어진다. 압력 보상 부분(138)의 수축부의 단면과 압력 보상 부분(138)의 직전과 직후의 배출 채널(86)의 단면 사이의 계수는 대략 1.24이다. 구체적으로 표시되지 않은 변형예의 경우, 계수는 1.1과 1.3 사이에 있으며 다시 선호되는 변형예의 경우에는 약 1.3이다.

방음 흡수 시스템(94)의 전술한 유체 시스템(110)은 제1 압축기 흡수 공간(98) 내의 제1 액체(142)의 제1 액체 부피(140) 및 제1 구동 흡수 공간(102) 내의 제2 액체(146)의 제2 액체 부피(144)를 포함하고, 여기서 이러한 흡수 공간(98, 102)은 전술한 바와 같이 반경 방향 공간(78) 및 환형 공간(80)에 의해 각각 형성된다.

방음을 위한 고체 시스템(108)과 유체 시스템(110)의 조합에 의해, 효과적인 방음이 달성되고, 특히 반경 방향 임펠러(42) 및 전기 모터(32)에 의해 방출되는 소리의 주파수 범위에 대한 이러한 적응이 달성된다.

나선형 하우징(48)에 대해, 반경 방향 바깥쪽으로 전체적으로, 방음에 기여하는 4개의 층이 형성되는데, 본 실시예의 경우, 구체적으로 제1 액체(140), 케이싱(54)의 제1 케이싱 부분(56), 흡수기(116) 및 외부 하우징(18)으로 형성된다. 이러한 4개의 층은 이 경우에 반경 방향으로 20mm 미만의 총 두께로 제공될 수 있다.

전기 모터(32)와 관련하여, 층(126)은 이미 상이한 흡음 특성을 갖는 다양한 층을 제공하고, 이로써 소음 방출이 흡수될 전기 모터(32)의 주파수 범위에 대한 효과적인 적응이 달성될 수 있다. 모터 하우징(34)으로부터 시작하여, 이와 같이 전체적으로, 본 실시예의 경우 방음에 기여하는 7개의 층이 형성되는데, 구체적으로 반경 방향 외측으로 제2 액체(146), 케이싱(54)의 제2 케이싱 부분(58), 4개의 층(126.1, 126.2, 126.3 및 126.4) 및 외부 하우징(18)이 형성된다. 이러한 7개의 층은 이 경우에 40mm 미만의 반경 방향의 총 두께로 제공될 수 있다.

방음 기능뿐만 아니라, 액체(140 및 146)는 또한 전술한 냉각 시스템(96)의 열 전도체 또는 냉각 액체 또는 열 전도체로서의 역할을 하고, 이에 의해 전기 모터(32) 및 팬 유닛(42, 48), 즉 나선형 하우징(48)의 반경 방향 임펠러(42)에 의해 압축기 유닛이 작동하는 동안 생성된 열은 폐열로서 제거될 수 있다.

액체(140, 146)는 물일 수 있지만, 또한 비교적 높은 점도와 열 제거에 충분한 열 전도성을 갖는 액체일 수 있다. 이를 위해 예를 들어 실리콘, 오일, 글리콜, 글리콜 혼합물 등이 고려된다.

본 실시예의 경우, 제1 압축기 흡수 공간(98)의 제1 액체(140)는 이와 같은 고점도 재료이고, 한편 제1 구동 흡수 공간(102) 내의 제2 액체(146)는 물이다.

냉각 시스템(96)의 경우, 제1 압축기 흡수 공간(98)은 폐쇄 공간으로 형성되고, 반면 제1 구동 흡수 공간(102)은 구체적으로 표시되지 않고 별도로 라우팅되는 내부 유동 채널을 통해 압축기 유닛(12)의 유입 연결부(148) 및 유출 연결부(150)에 연결되는 관통 흐름 공간으로 설계되어, 냉각 회로(152)가 형성될 수 있다. 연결부(148, 150)는 특히 도 10에 도시된 유입 라인(154) 및 유출 라인(156)을 통해 처음에 언급된 냉각제 공급 유닛(14)에 연결될 수 있다.

냉각제 공급 유닛(14)은 결과적으로 냉각수인 제2 액체(146)를 위한 냉각제 용기(158), 및 펌프(160), 바람직하게는 원심 펌프를 포함하여, 액체(146)가 제1 구동 흡수 공간(102)을 통해 순환될 수 있다. 그러나, 방음 수단으로서의 액체(146)의 기능은 이것에 의해 영향을 받지 않는다. 제1 액체(140)도 열 전도체로서의 특성에 관계없이 방음 효과를 달성한다.

제1 압축기 흡수 공간(98)에서 제1 액체(140)에 의해 흡수된 반경 방향 임펠러(42)와 나선형 하우징(48)의 열이 효과적으로 제거될 수 있도록, 반경 방향 공간(78) 및 환형 공간(80)은 중간 벽(76)에 의해 분리되어 축 방향으로 서로 인접하여 설명된 방식으로 배치된다. 또한, 케이싱(54)의 중간 벽(76)은 열 전도체로 형성되며, 본 실시예의 경우 알루미늄을 사용하여 열 전도율이 좋은 재료로 형성된다.

이런 방식으로, 팬 유닛(42, 48)의 폐열은 제 1 액체(140)로, 후자로부터 중간 벽(76)으로, 그리고 제 2 액체(146)로, 즉 본 경우에 냉각 회로(152)의 냉각수로 전달되고, 마지막으로 후자에서 제거된다.

전기 모터(32)의 폐열은 모터 하우징(34)을 통해 액체(146), 즉 냉각 회로(152)의 냉각수로 직접 전달되고, 후자로부터 제거된다.

구체적으로 도시하지 않은 변형예의 경우, 제1 구동 흡수 공간(102)은 밀폐 공간으로 형성되고, 제1 압축기 흡수 공간(98)은 관통 흐름 공간으로 형성된다. 제 1 구동 흡수 공간(102) 및 제 1 압축기 흡수 공간(98)에 대해 위에서 언급한 것은 이와 유사하게 이 경우에 반대로 적용된다. 따라서, 이 경우에, 제1 액체(142)는 냉각 회로(152)에서 냉각 액체의 역할을 한다. 구체적으로 도시되지 않은 추가 변형의 경우, 제1 구동 흡수 공간(102)과 제1 압축기 흡수 공간(98) 모두가 관통 흐름 공간으로 설계되어, 두 공간 모두 냉각 회로(152)의 일부가 될 수 있다. 여기서, 2개의 공간(102, 98)은 서로 유동적으로 연결될 수 있다. 따라서, 이 경우에, 액체(142, 146)는 하나의 동일한 액체이고, 한편으로는 냉각 액체로서, 다른 한편으로는 방음 수단으로서 작용한다.

냉각 시스템(96)은 또한 도 8 및 도 9에 상세히 도시된 열 교환기(162)를 포함하고, 이는 흡입 라인(68)에 배열되고 도 10에 차례로 도시된 작동 유체에 의해 유동된다. 열 교환기(162)는 바람직하게는 알루미늄으로 압출된 프로파일로 제조되고, 외부 쉘(164) 및 내부 쉘(166)을 포함하며, 그 사이에 환형 공간(168)이 형성된다. 외부 쉘(164)은 환형 공간(168)으로 개방되어 환형 공간(168)이 유체에 의해 흐를 수 있도록 2개의 유체 연결부(170)를 갖는다.

내부 쉘(166)은 외부 쉘(164)이 형성되는 2개의 라인 연결부(174) 사이에서 축 방향으로 연장되는 축 방향 관통 흐름 공간(172)을 반경 방향 내측으로 한정한다. 내부 쉘(166)로부터 반경방향 내측으로 돌출하는 길이방향 리브(176)는 축 방향으로 연장되고, 이에 의해 관통 흐름 공간(172)을 통해 유동하는 유체에 대한 접촉면이 증가된다.

외부 쉘(164)은 함께 고정된 두 부분(164.1, 164.2)으로 형성되며, 이들은 O-링 시일(176)에 의해 유체 기밀 방식으로 서로 연결되며, 각 부분(164.1, 164.2)은 각각 유체 연결부(170)를 형성한다. 길이방향 리브(176)를 갖는 내부 쉘(166)은 외부 쉘(164)의 단부면에 대해 유체 기밀 방식으로 놓이는 별도의 삽입 피스로서 형성된다.

도 10에서 알 수 있는 바와 같이, 열 교환기(162)는 압축기 유닛(12)의 흡입 라인(68)에 라인 연결부(174)를 통해 통합되어, 작동 유체, 따라서 본 경우에 흡입 공기는 열 교환기(162)의 관통 흐름 공간(172)을 통과한다. 열 교환기(162)는 유출 라인(156)에서 환형 공간(168)으로 이어지는 유체 연결부(170)에 의해 통합된다.

이러한 방식으로, 압축기 유닛(12)의 흡입 라인(68)에 의해 흡입된 흡입 공기는 가열된 상태에서 압축기 유닛(12)을 떠나는 냉각 액체(146)를 냉각하는데 사용된다. 결과적으로 흡입 공기는 압축기 유닛(12)에 들어가기 전에 가열되고, 그리고 결과적으로 흡입 공기에 의해 관통 유동되는 그 부근의 구성 요소 및 요소는 열 교환기(162)에 의해 선행되지 않는 경우보다 더 많이 가열되지만, 냉각 액체(146)에 의한 압축기 유닛(12)의 내부 냉각은 그럼에도 불구하고 충분한 냉각이 이루어질 수 있음을 의미한다.

이러한 개념은 특히 압축기 유닛(12) 및 냉각제 공급 유닛(14)과 함께 여기에 예시된 팬(10)이 자율적인 독립형 유닛으로서 제공되는 것을 허용한다. 이 경우, 액체(146)는 일정 비율의 부동액을 포함할 수 있으므로, 액체(146)는 팬(10)의 보관 및/또는 운송 중에 동결될 수 없다.

이때 강조해야 할 것은, 이 개념은 여기에 설명된 열 교환기(162)의 특정 예시적인 실시예에 제한되지 않고, 원하는 요구 사양을 충족하는 임의의 가스/액체 열 교환기로 실현될 수 있다.

또한, 액체(146)는 팬(10)에 수반되는 냉각제 공급 유닛(14)에 의해 공급되지 않고, 치과 치료용 의자에 의해 제공되는 물에 의해서도 공급될 수 있다. 치료용 의자의 헹굼 장치로 흐르기 전에 압축기 유닛을 통과할 수 있는 치료용 의자의 헹굼 장치의 헹굼물이 특히 이 경우에 사용될 수 있다. 헹굼물을 통과하거나 헹굼물 위로 흐르는 압축기 유닛의 플라스틱 구성 요소는 공식적으로 식수와 접촉하도록 승인되었으며 이에 따라 식수에 적합하다.

치과용 팬이 작동되는 동안, 압축기 유닛(12)은 활성화되지만 흡입 라인(68)은 폐쇄되는 방식으로 팬이 부적절하게 작동될 수 있다. 치과 적용의 경우, 흡입 라인(68)은 예를 들어 흡입 캐뉼러에 연결되고, 여기서, 열 교환기(162)의 상류에서, 흡입 공기는 도 10에 도시되고 180으로 표시되는 그 자체로 알려진 액체/입자 분리기를 먼저 통과한다.

흡입 캐뉼러는 예를 들어 이물질에 의해 차단되어, 흡입 공기가 더 이상 압축기 유닛(12)에 도달하지 않을 수 있다. 그러나, 압축기 유닛(12)을 통해 흐르는 흡입 공기는 또한 부품 및 요소의 냉각에 기여하고, 특히 반경 방향 임펠러(42) 및 회전 샤프트(38)에서 열을 흡수하기 때문에, 냉각 액체(146)만으로는 더 이상 충분한 냉각을 가져올 수 없다.

따라서, 팬(10)은 보조 가스가 관통 흐름 가스로서 압축기 유닛(12)의 입구 개구(28)에 공급될 수 있게 하는 안전 장치(182)를 포함한다. 이 목적을 위해, 압축기 유닛(12)의 배출 채널(86)은 보조 가스 입구(184)를 통해 주변 환경에 연결되고, 보조 가스 출구(186) 및 그에 연결된 보조 가스 라인(188)을 통해 열 교환기(162)의 상류에서 흡입 라인(68)에 연결된다. 보조 가스 입구(184)를 통해 배출 채널(86)로 흐르고 보조 가스 출구(186)를 통해 다시 나오는 임의의 가스는 여기에서 보조 가스로 이해된다. 실제로 보조 가스는 주변 공기에 의해 제공된다; 그러나, 별도의 보조 가스 저장소가 제공될 수도 있다.

보조 가스 라인(188)에는 밸브(190)가 배치되고, 이는 정상 작동 중에 발생하는 것과 같은 작동 매개변수가 있는 경우, 흡입 경로가 자유롭고 흡입 공기가 흡입 라인(68)을 통해 압축기 유닛(12)으로 흐르는 경우, 흡입 라인(68) 방향의 유로를 차단한다. 배출 채널(86)에 정상 작동 중에 발생하는 조건으로부터의 편차가 없는 경우 폐쇄되는 밸브가 보조 가스 입구(184) 내에 또는 보조 가스 입구(184)에 제공될 수도 있다.

예를 들어, 밸브(190)는 압력 의존적일 수 있다. 따라서 보조 가스 라인(188)의 상류에 있는 흡입 라인(68)이 차단되면, 압축기 유닛(12)이 계속 작동하는 경우, 최종적으로 밸브(190)가 개방될 때까지 흡입 라인(68)에 음압이 생성된다. 그 다음 우세한 음압은 보조 가스, 즉 이 경우 주변 공기가 보조 가스 입구(184)를 통해 유입되고 배출 채널(86)을 통해 그리고 보조 가스 출구(186) 및 보조 가스 라인(188)을 통해 흡입 라인(68) 내로 전달되게 한다. 이 보조 가스는 압축기 유닛(12)을 통해 흐르고, 이에 의해 압축기 유닛(12)의 충분한 냉각에 필요한 관통 흐름이 회복된다.

압력 의존 밸브는 압력 값에 의존하는 방식으로 제어될 수 있는 임의의 밸브에 의해 제공될 수 있다. 압력 대신에, 흡입 라인(68)의 부피 흐름도 모니터링될 수 있다. 미리 결정된 임계값 아래로 내려가면, 부피 유량에 의존하는 밸브(190)는 개방된다. 추가 대안으로서, 냉각 액체(146)의 온도는 또한 제어 매개변수로서 사용될 수 있고, 유동 유체가 더 이상 열 교환기(162)를 통과하지 않기 때문에, 냉각 액체(146)가 너무 따뜻해지면, 밸브(190)가 개방된다.

특히, 고체 시스템(108)과 유체 시스템(110)에 의한 방음의 조합을 갖는 방음 흡수 시스템(94) 때문에, 고속 전기 모터(32)에도 불구하고, 압축기 유닛(12)은 작동 중에 중간 수준의 소음만을 생성할 수 있다. 실제로 50,000 min-1의 전기 모터(32)의 회전 속도에서 45 dB(A) 레벨이 달성될 수 있다는 것이 발견되었다.

50,000 rpm의 속도로, 140 mbar에서 300 l min-1의 흡입 용량을 달성할 수 있다.

이 경우 시장에 알려진 유사한 흡입 용량을 가진 압축기에 비해 치수를 크게 줄일 수 있다. 압축기 유닛(12)은 길이방향 축(40)의 축방향 길이가 160mm 내지 210mm이고, 폭이 100mm 내지 150mm이고, 높이가 135mm 내지 185mm인 치수를 갖는다. 여기에 설명된 예시적인 실시예는 185mm(L) x 124mm(B) x 159mm(H)의 치수를 갖는다.

이러한 컴팩트한 치수는 냉각 시스템(96)으로 인해 추가로 가능하며, 이 경우 방음용 유체 시스템(110)과 냉각 시스템(96)의 조합으로 인해, 냉각 용량은 또한 흡입 라인의 추가 열 교환기(162)에 의해 효과적으로 지원된다.

Claims

기체 작동 유체를 추출하거나 압축하기 위한 의료용 팬으로서,
a) 서로 유체적으로 연결되는 작동 유체를 위한 입구 개구(28) 및 작동 유체를 위한 출구 개구(30)를 포함하며, 압축기 섹터(22) 및 구동 섹터(24)를 정의하는 외부 하우징(18)이 있는 압축기 유닛(12);
b) 압축기 섹터(22)에 유지되고 작동 유체를 입구 개구(28)로부터 출구 개구(30)로 공급할 수 있는, 나선형 하우징(48)에 반경 방향 임펠러(42)가 있는 팬 유닛(42, 48) - 반경 방향 임펠러(42)의 회전축은 길이방향 축(40) 및 압축기 유닛(12)의 축방향을 정의하고, 팬(10)은 냉각 시스템(96)을 포함하며,
ba) 제1 구동 흡수 공간(102)은 관통 흐름 공간으로 형성되고, 제1 압축기 흡수 공간(98)은 폐쇄 공간으로 형성되며;
또는
제1 구동 흡수 공간(102)은 폐쇄 공간으로 형성되고, 제1 압축기 흡수 공간(98)은 관통 흐름 공간으로 형성되며;
또는
제 1 구동 흡수 공간(102) 및 제 1 압축기 흡수 공간(98)은 관통 흐름 공간으로 형성되고;
bb) 관통 흐름 공간은 관통 흐름 공간을 통해 흐르는 액체(142; 146)가 냉각 액체를 제공하는 냉각 회로(152)에 대한 유입 라인(152) 및 유출 라인(156)에 연결되는 유입 연결부(148) 및 유출 연결부(150)에 연결됨 - ;
c) 구동 섹터(26)에 유지되고 반경 방향 임펠러(42)를 구동할 수 있는 전기 모터(32);
d) 방음 흡수 시스템(94)을 포함하고,
e) 압축기 섹터(22)의 방음 흡수 시스템(94)은 반경 방향으로 나선형 하우징(48)을 적어도 부분적으로 둘러싸는 제1 및 제2 압축기 흡수 공간(98, 100)을 정의하고, 반경 방향으로, 제1 압축기 흡수 공간(98)에는 제1 액체(142)의 제1 액체 부피(140)가 있고, 제2 압축기 흡수 공간(100)에는 고체 흡수기(116)가 있으며;
f) 구동 섹터(24)의 방음 흡수 시스템(94)은 반경 방향으로 전기 모터(32)를 적어도 부분적으로 둘러싸는 제1 및 제2 구동 흡수 공간(102, 104)을 정의하고, 반경 방향으로, 제1 구동 흡수 공간(102)에는 제2 액체(146)의 제2 액체 부피(146)가 있고, 제2 구동 흡수 공간(104)에는 고체 흡수층(124)이 있고,
g) 입구 개구(28)는 흡입 라인(68)에 연결되고, 냉각 시스템(96)은 냉각 회로(152)의 흡입 라인(68) 및 유출 라인(156)에 연결된 열 교환기(162)를 포함하여, 열 교환기(162)에 작동 유체와 냉각 액체가 흘러, 열이 냉각 액체로부터 작동 유체로 전달되고 냉각 액체가 냉각되는 것을 특징으로 하는 팬.
제1항에 있어서,
a) 제1 압축기 흡수 공간(98)은 나선형 하우징(48)에 직접 인접하는 반경 방향 공간(78)이고;
또는
b) 제1 구동 흡수 공간(102)은 전기 모터(32)에 직접 인접하는 환형 공간(80)인 것을 특징으로 하는 팬.
제1항 또는 제2항에 있어서,
제1 액체(142) 또는 제2 액체(144)는 물, 실리콘, 오일, 글리콜 또는 글리콜 혼합물인 것을 특징으로 하는 팬.
제1항에 있어서,
흡수기(116) 또는 흡수층(118)은 적어도 부분적으로 발포 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 팬.
제1항에 있어서,
흡수기(116) 또는 흡수층(118)은, 서로 분리되거나 또는 층(126)이 서로 결합된 복합 층으로서 전체적으로 또는 부분적으로 형성되는 반경 방향으로 서로 이어지는 다수의 층(126)으로 형성되고;
a) 적어도 하나의 층(126.2, 126.4)은 발포 재료로 생성되고, 적어도 하나의 층(126.1, 126.3)은 역청 무거운 호일로 생성되며;
또는
b) 발포 재료와 역청 무거운 호일로 교대로 형성되는 반경 방향으로 서로 이어지는 층(126.1, 126.2, 126.3, 126.4)이 제공되고;
또는
c) 반경 방향으로 서로 이어지는 4개의 층(126.1, 126.2, 126.3, 126.4)이 제공되고;
또는
d) 반경 방향 가장 안쪽 층(126.1)은 역청 무거운 호일로 형성되는 것을 특징으로 하는 팬.
제1항에 있어서,
방음 시스템(94)은 또한
a) 축 방향으로 제1 압축기 흡수 공간(98)과 외부 하우징(18) 사이에 배치된 고체 흡수 블록(112)을 제2 압축기 흡수 공간(100)에 포함하고;
또는
b) 축 방향으로 제1 구동 흡수 공간(102)과 외부 하우징(18) 사이에 배치된 고체 흡수 블록(118)을 제2 구동 흡수 공간(104)에 포함하는 것을 특징으로 하는 팬.
제1항에 있어서,
a) 외부 하우징(18)은 또한, 나선형 하우징(48)의 흐름 출력부(52)에 연결되고 압축기 유닛(12)의 출구 개구(30)로 이어지는 배출 채널(86)이 배치된 배출 섹터(26)를 정의하고;
b) 배출 섹터(26)의 방음 흡수 시스템(94)은, 배출 채널(86)을 적어도 부분적으로 둘러싸고 솔리드 사운드 댐퍼 부피가 있는 배출 흡수 공간(106)을 정의하는 것을 특징으로 하는 팬.
제7항에 있어서,
작동 유체를 위한 유로(134)는 나선형 하우징(48)으로부터 압축기 유닛(12)의 출구 개구(52)까지 형성되고, 이 유동 경로(134)는 배기 공기의 유동 방향이 편향되는 하나 이상의 편향 지점(136)을 포함하는 것을 특징으로 하는 팬.
제8항에 있어서,
적어도 흐름 방향으로 편향 지점(136) 앞에, 흐름 방향으로 좁아진 또는 좁아지는 단면을 정의하고 그 다음 다시 넓어지는 단면을 정의하는 수축부가 있는 압력 보상 부분(138)이 있는 것을 특징으로 하는 팬.
제9항에 있어서,
압력 보상 부분(138)에서 유로(134)의 단면은 1.1과 1.3 사이의 계수만큼 수축부로부터 다시 확장된 단면으로 넓어지는 것을 특징으로 하는 팬.
제1항에 있어서,
방음 흡수 시스템(94)은 전기 모터(32) 또는 나선형 하우징(48)이 외부 하우징(18)에 대해 부유 방식으로 장착되는 베어링 구조(130)를 포함하는 것을 특징으로 하는 팬.
제11항에 있어서,
베어링 구조(130)는 고체 흡수기(116) 또는 고체 흡수층(124) 또는 제6항에 따른 고체 흡수 블록(112, 118) 중 하나 또는 둘 모두를 포함하는 것을 특징으로 하는 팬.
제1항에 있어서,
냉각 회로(152)에 운반되는 냉각액을 위한 냉각제 용기(158)를 구비한 냉각제 공급 유닛(14) 및 펌프(160)를 포함하는 팬.
제1항에 있어서,
제1 압축기 흡수 공간(98) 및 제1 구동 흡수 공간(102)은, 열 전도체로 형성되는 중간 벽(76)에 의해 서로 분리되는 것을 특징으로 하는 팬.
제1항에 있어서,
입구 개구(28)는 흡입 라인(68)에 연결되고, 안전 장치(182)가 제공되며, 상기 안전 장치에 의해 흡입 라인(68)의 부분적 또는 완전한 차단이 감지될 수 있고, 흡입 라인(68)이 차단되는 경우, 작동 유체 대신에 압축기 유닛(12)의 입구 개구로 흐르는 보조 가스를 제공하는 것을 특징으로 하는 팬.
제15항에 있어서,
안전 장치(182)는 흡입 라인(68)으로 개방되는 보조 가스 라인(188)의 밸브(190)를 포함하고, 안전 장치(182)는 밸브(188)가 기본 구성에서 폐쇄되고 흡입 라인(68)에서 하나 이상의 매개변수에 따라 개방되는 방식으로 설계되는 것을 특징으로 하는 팬.
제16항에 있어서,
밸브(188)는 흡입 라인(68)에서 압력, 온도 또는 부피 유량에 따라 개방되는 것을 특징으로 하는 팬.
제1항에 있어서,
전기 모터(32)는 전자적으로 정류된 전기 모터인 것을 특징으로 하는 팬.