KR200357912Y1 - 플레이트 팬 - Google Patents

Abstract

본 고안은 송풍기용 임펠러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 임펠러의 재질과 날개의 결합구조를 개선한 플레이트 팬에 관한 것이다.

본 고안에서는 외부의 모터에 연결된 회전축에 의하여 회전운동을 하며, 그 재질이 목재로 이루어지는 원형의 회전판; 중심부에 개구부가 형성되고 상기 회전판에 평행하게 마주하도록 위치하며, 그 재질이 목재로 이루어지는 원형의 측판;

상·하면이 상기 측판과 상기 회전판에 각각 접촉하도록 상기 회전판과 상기 측판 사이에 상기 회전판의 원주방향을 따라 방사형으로 다수개가 마련되며, 그 재질이 목재로 이루어지는 날개; 및 상기 회전축의 동력을 상기 회전판에 전달하기 위하여 상기 회전판에 결합되는 것으로서 금속으로 형성되는 허브를 포함하여 구성되며, 상기 각 날개는 한쪽 모서리에 형성되는 경사면을 가지며, 상기 날개의 상·하면이 상기 회전축에 수직인 것을 특징으로 하는 플레이트 팬이 제공된다.

Description

플레이트 팬 {PLATE FAN}

본 고안은 송풍기용 임펠러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 임펠러의 재질과 날개의 결합구조를 개선하여 종래보다 제작이 용이하고 생산단가가 저렴하며 대량생산에 적합한 플레이트 팬에 관한 것이다.

송풍기는 유동을 일으키는 임펠러(impeller), 임펠러로 들어가고 나오는 유동을 안내하는 케이싱(casing)으로 이루어진다. 송풍기의 분류 방법에는 여러 가지가 있는데 가장 일반적인 방법은 임펠러를 통과하는 유동의 특성에 의한 분류이며, 그것은 크게 축류형 송풍기(Axial-flow fan)와 원심형 송풍기(Centrifugal fan)로 나눈다.

공기의 유동이 임펠러의 회전축과 평행 방향으로 발생하면 축류송풍기라고 하며, 이 경우에는 임펠러 입구와 출구의 유동 방향이 모두 회전축과 일치한다. 프로펠러형 송풍기, 즉 보통의 가정용 선풍기가 여기에 속한다. 축류형 송풍기는 가해준 에너지가 주로 유체의 속도를 증가시키는 데 사용되며, 따라서 유량은 많이 필요하나 압력은 그리 필요하지 않은 곳에 사용된다. 원심형 송풍기는 원심력에 의한 압력 증가가 주된 목적이며 따라서 유량보다는 압력이 필요한 곳에 많이 사용된다.

원심형 송풍기는 보통 임펠러 입구 유동은 회전축 방향이나 출구 유동은 회전축의 직각 방향이 되도록 나선형의 케이싱을 사용하는 경우와 임펠러 입구 유동과 출구 유동이 둘 다 회전축 방향이 되도록 튜브형 케이싱을 사용하는 경우로 크게 구별된다.

이러한 원심형 송풍기는 그 날개깃의 형상 및 경사에 따라 다익 팬(Multiblade Fan), 레이디얼 팬(Radial Fan), 터보 팬(Turbo Fan), 한정부하 팬(Limited Loaded Fan) 및 익형 팬(Airfoil Fan)으로 분류될 수 있다.

도 1은 종래의 플레이트 팬의 일예를 보인 사시도이다. 도시한 플레이트 팬(Plate Fan)(10)은 상기 레이디얼 팬(Radial Fan)에 속하는 것으로 회전판(12)의 직경방향과 나란한 다수의 날개(14)가 상기 회전판(12) 상에 방사상으로 배열되는 구조를 가진 송풍기용 팬의 일종이다. 상기 플레이트 팬(10)은 날개의 출구각이

90 °(degree) 또는 이에 가까운 각도를 가지고 있으며 날개의 강도는 송풍기용 팬 중에서 가장 강한 편에 속한다. 이러한 플레이트 팬(10)은 도시한 바와 같이 그 구조가 매우 간단하고 단순하며 날개판의 교환 및 수리가 용이하므로 톱밥, 칩 등을 직접 흡입하여 공기수송을 할 경우에 주로 사용된다. 상기 플레이트 팬(10)은 고속회전에도 잘 견딜 수 있게 설계되어 있으므로 석탄보일러의 유인통풍기, 소각로의 배풍기, 폐열보일러의 유인송풍기, 톱밥 및 수지가루 등의 이송용으로 사용되기도 한다.

전술한 종래의 플레이트 팬(10)은 주로 강판, 알루미늄 합금 및 스테인레스 등의 금속 및 금속합금을 일반주조, 금형주조, 몰드성형, 레이져 가공, 판금 및 용접 등의 방법으로 가공하여 제작하게 된다. 상기 플레이트 팬(10)을 전술한 금속등으로 제작하는 경우에는 많은 설비를 요하게 되고 그 제작공정 또한 복잡하다는 단점이 있다. 더구나, 상기 플레이트 팬(10)을 금속재로 제작하기 위하여는 숙련된 기능공을 요하게 되며 현장여건이 변화하여 상기 플레이트 팬의 치수 등의 변화가 필요한 경우 신속히 대처하기가 어렵다는 단점이 있다.

본 고안은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 고안의 목적은 종래 금속재로만 제작되어 오던 플레이트 팬의 재질에 변화를 주어 제작이 보다 용이하고 생산단가가 저렴한 플레이트 팬을 제공하는 것이며, 아울러 상기 플레이트 팬의 날개를 고정하는 방법 및 구조를 개선하여 목재의 특성상 금속보다 강도가 낮아지는 단점을 보완한 플레이트 팬을 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 플레이트 팬의 일예를 보인 사시도.

도 2는 본 고안에 따른 플레이트 팬의 사시도.

도 3은 본 고안에 따른 플레이트 팬의 일 구성요소인 날개의 사시도.

도 4는 본 고안에 따른 플레이트 팬의 부분 횡단면도.

도 5는 본 고안의 제 1 실시예에 따른 플레이트 팬의 날개를 고정하는 방법을 설명하기 위하여 도 4의 절단선 V-V 를 따라 절단한 부분 종단면도.

도 6 및 도 7은 본 고안의 제 2 실시예에 따른 플레이트 팬의 날개를 고정하는 방법을 설명하기 위한 부분 사시도 및 부분 종단면도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 임펠러 110 : 회전판

117 : 날개 하면 결합홈 120 : 측판

125 : 개구부 127 : 날개 상면 결합홈

130 : 날개 132 : 경사면

134 : 날개 상면 136 : 날개 하면

140 : 허브 150 : 회전축

160 : 접착층

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 외부의 모터에 연결된 회전축에 의하여 회전운동을 하며, 그 재질이 목재로 이루어지는 원형의 회전판; 중심부에 개구부가 형성되고 상기 회전판에 평행하게 마주하도록 위치하며, 그 재질이 목재로 이루어지는 원형의 측판; 상·하면이 상기 측판과 상기 회전판에 각각 접촉하도록 상기 회전판과 상기 측판 사이에 상기 회전판의 원주방향을 따라 방사형으로 다수개가 마련되며, 그 재질이 목재로 이루어지는 날개; 및 상기 회전축의 동력을 상기 회전판에 전달하기 위하여 상기 회전판에 결합되는 것으로서 금속으로 형성되는 허브를 포함하여 구성되며, 상기 각 날개는 한쪽 모서리에 형성되는 경사면을 가지며, 상기 날개의 상·하면이 상기 회전축에 수직인 것을 특징으로 하는 플레이트 팬을 제공한다.

상기에서 상기 날개의 개수는 4개 내지 8개인 것이 바람직하다. 상기 날개의 상·하면은 접착제를 사용하여 상기 측판 및 상기 회전판에 각각 부착될 수 있으며, 상기 날개의 상·하면은 상기 회전판 및 상기 측판에 형성되는 결합홈에 각각 인입되도록 하는 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 구성을 보다 상세하게 설명한다. 이하의 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 기능과 작동을 하는 동일한 부재를 의미하는 것으로 한다.

도 2는 본 고안에 따른 플레이트 팬의 사시도이고, 도 3은 본 고안에 따른 플레이트 팬의 일 구성요소인 날개의 사시도이며, 도 4는 본 고안에 따른 플레이트 팬의 부분 횡단면도이다.

도시한 바와 같이 본 고안의 플레이트 팬(100)은 크게 회전판(110), 측판(120), 날개(130) 및 허브(140)로 구성된다. 상기 회전판(110)의 중심부에는 금속재의 허브(140)가 볼트(142)에 의하여 상기 회전판(110)에 결합되며, 상기 허브(140)는 외부의 모터(미도시)에 연결되는 회전축(150)에 결합된다. 따라서, 상기 회전판(110)은 상기 회전축(150)으로부터 전달되는 축동력에 의하여 회전운동을 하게 된다. 상기 측판(120)은 상기 회전판(110)에 평행하게 마주하여 위치하며 그 중심부에는 외부의 흡기 등을 유인할 수 있도록 개구부(125)가 형성된다. 상기 회전판(110)과 상기 측판(120) 사이에는 다수의 날개(130)가 마련되며, 상기 다수의 날개는 도시한 바와 같이 상기 회전판(110)의 원주방향을 따라 방사형으로 배치된다.

상기 날개(130)의 어느 한쪽 모서리에는 경사면(132)이 형성되며 따라서 상기 날개의 상면(134)의 길이는 상기 날개의 하면(136)의 길이보다 짧게 된다.

본 고안에서는 회전판(110), 측판(120) 및 상기 날개(130)는 목재를 가공하여 제작되며 상기 허브(140)는 금속재로 형성된다. 따라서, 종래 금속재의 플레이트 팬의 경우에 비하여 제작이 용이하고 제작원가가 저렴하다는 장점이 있다. 또한, 플레이트 팬(100)의 주요부가 모두 목재로 구성되므로 그 하중이 작아 플레이트 팬(100)의 자체하중에 의한 축 등의 편심으로 인한 진동 및 소음이 작다는 장점이 있다. 게다가 플레이트 팬(100)의 하중이 작으므로 소형의 모터로도 구동이 가능하게 되어 전력소모가 작아진다.

도 5는 본 고안의 제 1 실시예에 따른 플레이트 팬의 날개를 고정하는 방법을 설명하기 위하여 도 4의 절단선 V-V 를 따라 절단한 부분 종단면도이다. 본 고안에서는 상기 날개(130)의 재질이 목재이므로 종전과 같이 상기 날개(130)를 상기 회전판(110) 등과 일체로 형성하거나 또는 상기 날개(130)를 상기 회전판(110) 등에 용접하여 결합하는 것은 적절하지 않다. 따라서 본 고안에서는 상기 날개(130)의 상·하면(134, 136)을 접착제를 사용하여 상기 측판(120) 및 상기 회전판(110)에 각각 결합한다. 상기 날개(130)의 접착을 위하여 사용되는 접착제로는 기계적 강도가 매우 우수한 페놀 수지계, 에폭시 수지계 및 요소 수지계 등의 유기질 접착제 또는 실리콘 고무계나 우레탄 고무계 접착제 등이 선택될 수 있다. 상기 접착제들은 그 기계적 강도가 매우 우수하고 또한 본 고안의 플레이트 팬(100)이 주로 상용되는 운전속도는 약 1000 RPM 이하이므로, 상기 날개(130)를 상기 측판(120) 및 회전판(110)에 접착하더라도 그 내구성에 문제가 없다는 것이 실험적으로 확인되었다.

도 5를 살펴보면 상기 날개의 상면(134)과 상기 측판(120) 사이와 상기 날개의 하면(136)과 상기 회전판(110) 사이에 접착층(160)이 형성되는 것을 볼 수 있다.

상기 플레이트 팬(100)은 주로 건물 등의 환기나 오수정화시설 등의 배기 및 환기 등의 저속운전환경에서 사용되는 것이 바람직하다.

도 6 및 도 7은 본 고안의 제 2 실시예에 따른 플레이트 팬의 날개를 고정하는 방법을 설명하기 위한 부분 사시도 및 부분 종단면도이다.

전술한 제 1 실시예에서와 같이 상기 날개(130)는 상기 측판(120) 및 회전판(110)에 각각 전술한 접착제를 사용하여 부착될 수 있으나, 상기 날개(130)의 상기 측판(120) 및 회전판(110)과의 결합을 더욱 확실히 하기 위하여 도시한 바와 같이 상기 측판(120) 및 상기 회전판(110)에 각각 결합홈(127,117)을 형성할 수 있다. 즉, 상기 측판(120)의 하면 및 상기 회전판(110)의 상면에 상기 날개(130)의 상·하면(134,136)이 각각 삽입될 수 있도록 홈을 형성하는 것이다. 상기 결함홈(117,127)은 상기 날개(130)의 하면(136) 및 상면(134)의 길이에 각각 대응하는 길이를 가지도록 형성되는 것이 바람직하다. 상기 결합홈(117,127)의 폭은 상기 날개(130)의 하면(136) 및 상면(134)의 폭보다 약간 크도록 하여 상기 날개(130)를 상기 결합홈(117,127)에 억지 끼워맞춤하는 것이 바람직하다. 또한 상기 날개(130)의 상·하면(134,136)과 상기 결합홈(127,117) 사이에는 전술한 접착제를 사용하여 접착층(160)을 형성한다. 따라서 상기 날개(130)는 상기 측판(120) 및 상기 회전판(110)에 더욱 공고히 결합될 수 있게 된다.

이와 같은 구조를 가지는 플레이트 팬(100)은 상기 제 1 실시예의 플레이트 팬보다 날개의 강도가 매우 강하므로 상기 제 1 실시예의 플레이트 팬(100) 보다 더 높은 회전속도를 요하는 환경에도 적용할 수 있게 된다. 즉, 상기 제 1 실시예의 플레이트 팬이 주로 건물이나 오수정화시설 등의 환기 등에 주로 사용되는 것과는 달리 본 실시예에 따른 플레이트 팬(100)은 석탄 보일러 유인통풍기, 각종 분진 등의 흡·배기 및 톱밥이나 칩 등의 이송 등에도 사용될 수 있어 그 적용범위가 보다 넓다.

상기 플레이트 팬(100)을 건물 등의 소방용 팬이나 기타 화기에 노출될 가능성이 있는 곳에 사용할 경우에 대비하여 상기 플레이트 팬(100)의 표면은 불연성 또는 난연성 페인트로 도장처리되는 것이 바람직하다.

이상으로 본 고안의 기술적 사상을 그 바람직한 실시예들을 기준으로 하여 기술하였으나, 본 고안의 기술적 사상의 범위는 이에 한정된 것은 아니며 본 고안의 요지를 벗어나지 않는 범위에서는 다양한 변형과 응용이 가능하다 할 것이며 그러한 것은 모두 본 고안의 권리범위에 속한다고 할 것이다.

본 고안의 플레이트 팬은 종래의 플레이트 팬과 비교하여 다음과 같은 장점을 가진다.

첫째, 플레이트 팬의 주요부를 모두 목재로 제작함으로써 가공이 용이하고 제작기간이 짧아 대량생산이 가능하다.

둘째, 플레이트 팬의 제작이 용이하므로 고임금의 숙련된 기능공을 요하지 않으며, 종래 금속재의 플레이트 팬의 경우와는 달리 복잡한 생산설비를 요하지 않으므로 생산원가가 저렴하다.

셋째, 종래의 플레이트 팬은 그 크기에 따라 하중이 수십 킬로그램에서 수백 킬로그램까지 되므로 플레이트 팬의 고하중으로 인한 회전축의 처짐 등이 발생하며, 플레이트 팬 자체의 편심 등으로 인한 진동 및 소음이 심하였으나, 본 고안의 플레이트 팬은 주요부가 모두 목재로 가공되므로 그 하중이 매우 작아 전술한 문제가 발생하지 않으며 운전 소음이 매우 양호하다.

넷째, 플레이트 팬의 하중이 매우 작기 때문에 모터를 소형화 할 수 있으며 그 결과 전력소모가 줄어든다.

다섯째, 소재 자체가 환경친화적이서 작업장 주변의 환경오염을 예방할 수 있으며, 상기 플레이트 팬 표면의 도장재의 선택에 따라 다양한 용도로 사용될 수 있다.

Claims (4)

1. 외부의 모터에 연결된 회전축에 의하여 회전운동을 하며, 그 재질이 목재로 이루어지는 원형의 회전판;

   중심부에 개구부가 형성되고 상기 회전판에 평행하게 마주하도록 위치하며, 그 재질이 목재로 이루어지는 원형의 측판;

   상·하면이 상기 측판과 상기 회전판에 각각 접촉하도록 상기 회전판과 상기 측판 사이에 상기 회전판의 원주방향을 따라 방사형으로 다수개가 마련되며, 그 재질이 목재로 이루어지는 날개; 및

   상기 회전축의 동력을 상기 회전판에 전달하기 위하여 상기 회전판에 결합되는 것으로서 금속으로 형성되는 허브를 포함하여 구성되며,

   상기 각 날개는 한쪽 모서리에 형성되는 경사면을 가지며, 상기 날개의 상·하면이 상기 회전축에 수직인 것을 특징으로 하는 플레이트 팬.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 날개의 개수는 4개 내지 8개 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 플레이트 팬.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 날개의 상·하면은 접착제를 사용하여 상기 측판 및 상기 회전판에 각각 부착되는 것을 특징으로 하는 플레이트 팬.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 날개의 상·하면은 상기 회전판 및 상기 측판에 형성되는 결합홈에 각각 인입되는 것을 특징으로 하는 플레이트 팬.