KR200426362Y1

KR200426362Y1 - 전자석을 이용한 선풍기

Info

Publication number: KR200426362Y1
Application number: KR2020060012678U
Authority: KR
Inventors: 성기태
Original assignee: 성기태
Priority date: 2006-05-12
Filing date: 2006-05-12
Publication date: 2006-09-18
Anticipated expiration: 2016-05-12

Abstract

본 고안은 전자석을 이용한 선풍기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선풍기 날개의 끝부분에 부착된 영구자석과 본체에 부착된 전자석 사이의 자기 반발력을 이용하여 선풍기의 회전체를 회전시켜 바람을 일으킬 수 있도록 하는 전자서을 이용한 선풍기에 관한 것이다.

본 고안에 따르면 선풍기나 환풍기 등을 제작할 때, 회전모터를 설치하지 않고도 날개를 회전시킬 수 있으므로, 선풍기 등의 부피가 작아지고 소음이나 진동이 줄어드는 효과가 있다.

선풍기, 전자석, 영구자석, 마이컴, 날개

Description

전자석을 이용한 선풍기{AN ELECTRIC FAN USING ELECTROMAGNET}

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 선풍기의 형상을 나타낸 평면도.

도 2는 전자석과 영구자석의 배치를 나타낸 구조도.

도 3은 날개가 회전하는 시점의 위치를 나타낸 평면도.

도 4는 날개가 회전하고 있는 시점의 위치를 나타낸 평면도.

통상적인 선풍기는 회전모터의 중심축에 회전체를 고정시킨 후, 회전모터에 전류를 공급하여 발생하는 회전력으로 바람을 일으키는 방식을 사용한다.

이러한 구조의 선풍기를 제조하기 위해서 사용되는 회전모터는 부피가 커서 선풍기 커버의 뒷부분이 후방으로 돌출되어 있어야 한다. 또한 회전모터에 구비된 베어링은 회전속도가 커짐에 따라 소음이 발생하므로 정숙한 운전이 어려운 단점이 있다.

본 고안은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 선풍기의 날개에 영구자석을 부착하고, 날개 뒷편의 기판에 원형으로 다수의 전자석을 설치한 후, 전자석에 순차적으로 전류를 공급하면서 자기력을 발생시키면 영구자석과 전자석 사이의 자기 반발력에 의하여 회전체가 회전할 수 있도록 하는 전자석을 이용한 선풍기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 고안은 회전모터를 사용하지 않음으로써 선풍기의 부피를 줄이고, 소음 발생을 억제하며, 전력소모를 최소화할 수 있는 전자석을 이용한 선풍기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 고안은 자석의 반발력을 이용하여 날개를 회전시키는 선풍기로서, 중심이 회전축에 고정되어 회전운동을 하며, 다수 개의 부채꼴 형상의 날개로 이루어진 회전체와; 상기 회전체의 원주상에 원주방향으로 부착되는 다수의 영구자석과; 상기 회전체의 반지름의 길이보다 더 큰 반지름을 갖는 원형 기판의 원주상에 일정한 간격으로 배치되는 다수의 전자석과; 상기 전자석에 공급되는 전류의 크기와 공급시간을 제어하는 마이컴과; 상기 마이컴의 제어에 따라 정해진 크기의 전류를 정해진 시간동안 상기 전자석에 공급하는 전원부;를 포함하며, 상기 회전체는 상기 전자석이 배치된 가상의 원주 내에 설치되며, 상기 영구자석과 상기 전자석은 서로 대응되는 크기로 제작되는 것을 특징으로 한다.

상기 회전체는 네 개의 날개로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

하나의 날개에는 네 개씩의 영구자석이 원주상에서 직렬로 부착되는 것을 특징으로 한다.

상기 전자석은 등간격으로 배치된 네 개의 전자석 그룹으로 이루어지며, 하나의 전자석 그룹은 자극이 직렬로 연결된 일곱 개의 전자석으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 마이컴은 하나의 전자석 그룹에 포함된 일곱 개의 전자석 중에 제1,3,5,7전자석과 제2,4,6전자석의 전류를 교번하여 공급하는 것을 특징으로 한다.

이하, 도면을 참조하여 본 고안의 실시예에 따른 전자석을 이용한 선풍기(이하, '선풍기'라 함)에 대하여 설명한다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 선풍기의 형상을 나타낸 평면도이며, 도 2는 전자석과 영구자석의 배치를 나타낸 구조도이다.

도 1과 도 2를 참조하여 설명하면, 선풍기(100)의 상부에는 기판(104)과 회전체(106)가 수용되는 커버(102)가 구비되며, 상부의 커버(102)와 하부의 베이스(110)는 네크(108)로 연결된다. 네크(108)에는 길이를 조절할 수 있는 장치가 설치되는 것이 바람직하다.

베이스(110)의 상면 또는 일측면에는 전원, 풍량, 회전, 작동시간 등을 조절할 수 있는 버튼(112)이 구비될 것이다.

이외에도 선풍기(100)의 동작을 원격에서 조정할 수 있도록 리모콘에서 전송 되는 적외선 신호를 감지할 수 있는 리모콘 입력부(도면 미도시)가 추가로 구비될 수 있다.

커버(102)는 깔때기 형상으로서 내부의 안쪽 공간에 원형의 기판(104)이 고정되고, 기판(104)의 중심에 형성된 원형의 수용공간에 회전체(106)가 회전가능하게 고정된다.

본 고안의 선풍기(100)에는 회전모터가 필요하지 않기 때문에 커버(102)를 얇게 제작할 수 있어서 공간을 절약할 수 있는 효과가 있다.

회전체(106)에는 부채꼴 형상의 날개(106a)가 다수 구비되는데, 통상적으로 세 개 또는 네 개의 날개(106a)로 이루어지는 것이 일반적이다.

각각의 날개(106a)는 회전체(106)가 이루는 평면에 대하여 소정의 각도만큼 비틀어진 상태로 부착되어서 회전체(106)의 회전에 따라 공기를 앞으로 밀어낼 수 있다.

회전체(106)의 중심에는 회전축(106b)이 베어링(도면 미도시) 등에 의하여 회전가능하게 고정되며, 회전축(106b)은 원형 기판(104)의 중심을 관통하여 커버(102) 내부에 고정된다.

기판(104)은 원형으로 제작되며, 가운데 부분에 회전체(106)가 수용될 수 있는 원형의 공간이 형성된다. 전체적으로 기판(104), 회전체(106), 원형의 공간은 동심원 구조를 이룬다.

기판(104) 내부 공간의 반지름은 회전체(106)의 반지름보다 약간 커서 기판(104)의 안쪽 둘레와 회전체(106)의 바깥쪽 둘레 사이에 약간의 공간이 생기게 된다.

회전체(106)를 구성하는 각각의 날개(106a)에는 다수의 영구자석(114)이 일정한 간격만큼 이격된 상태에서 부착된다.

영구자석(114)은 도 2에 도시된 바와 같이 날개(106a)의 외곽 말단부에 회전체(106)의 원주방향으로 배치되는데, 각각의 영구자석(114)은 인접하는 영구자석(114)과 직렬(N극과 S극이 마주보는 방향)로 연결된다.

전자석(116)은 원형 기판(104)의 원주상에 네 개의 전자석 그룹으로 배치되며, 각각의 전자석 그룹에는 일곱 개씩의 전자석이 구비된다. 네 개의 전자석 그룹은 등간격으로 배치되는 것이 바람직하다.

그리고 영구자석(114) 네 개가 부착된 하나의 날개(106a)가 하나의 전자석 그룹과 대응되도록 배치된다. 따라서 날개(106a)가 세 개라면 전자석 그룹도 세 개로 제작하며, 하나의 날개(106a)에 세 개의 전자석이 부착된다면 하나의 전자석 그룹에 다섯 개의 전자석이 설치되어야 할 것이다.

각각의 전자석(116)에는 전원연결선(118,120)이 각각 연결되며, 전자석(116)에 자기력을 발생시키기 위하여 전원부(122)가 연결된다.

전원부(122)에는 전원부(122)의 전류 공급 시간과 공급 전류의 크기를 제어할 수 있는 마이컴(124)이 연결된다.

한편, 도 3은 날개가 회전하는 시점의 위치를 나타낸 평면도이며, 도 4는 날개가 회전하고 있는 시점의 위치를 나타낸 평면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하여 선풍기(100) 날개(106a)의 회전원리를 설명한다.

먼저 선풍기(100)가 정지된 상태에서는 전자석(116)에 전류가 공급되지 않으므로 영구자석(114)과 전자석(116) 사이에 자기 반발력이 발생하지 않아서 회전체(106)가 정지된 상태를 유지한다.

사용자가 선풍기(100)를 동작시키기 위하여 시작 버튼(112)을 누르면, 마이컴(124)의 제어에 의하여 전원부(122)가 전자석(116)에 전류를 공급한다. 이때 처음에는 홀수 번째 전자석(116a, 116c, 116e, 116g)에만 전류를 공급한다.

전류가 공급된 전자석(116a, 116c, 116e, 116g)에는 자기장이 발생하는데, 자기장의 방향이 영구자석(114)과 같은 방향이므로, 서로 대응되는 전자석(116a, 116c, 116e, 116g)과 영구자석(114a, 114b, 114c, 114d) 사이에 자기 반발력이 발생한다.

이러한 자기 반발력은 날개(106a)를 오른쪽으로 밀어내는 힘을 발생시켜서 날개(106a)가 오른쪽으로 이동하게 되고, 회전체(106)가 시계방향으로 회전하게 된다.

회전체(106)가 시계방향으로 회전하여 영구자석(114) 한 피치만큼 이동하게 되면, 마이컴(124)은 홀수 번째 전자석(116a, 116c, 116e, 116g)에 대한 전류 공급을 중단하고 짝수 번째 전자석(116b, 116d, 116f)에 전류를 공급한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 짝수 번째 전자석(116b, 116d, 116f)과 대응하는 위치로 이동한 영구자석(114a, 114b, 114c)은 다시 자기 반발력에 의하여 다시 한 피치만큼 이동할 수 있는 힘을 얻게 된다.

이러한 반발력에 의하여 회전체(106)가 한 피치만큼 더 이동하게 되면 짝수 번째 전자석(116b, 116d, 116f)에 대한 전류공급을 중단하고, 다시 홀수 번째 전자석(116a, 116c, 116e, 116g)에 대한 전류공급을 시작한다.

이와 같이 홀수 번째 전자석(116a, 116c, 116e, 116g)과 짝수 번째 전자석(116b, 116d, 116f)에 교대로 전류를 공급하면서 회전체(106)를 시계방향으로 회전시킬 수 있게 된다.

회전체(106)의 회전을 부드럽게 하기 위해서는 날개(106a)의 위치를 파악할 수 있는 센서를 구비하여 영구자석(114)이 서로 대응되는 전자석(116)의 위치에 온 경우에 전류 교번이 일어날 수 있도록 하여야 할 것이다.

만약 회전체(106)의 회전속도를 높이려는 경우에는 전자석(116)에 공급되는 전류를 크게 하면서 전류의 교번 주기를 짧게 하면 된다. 즉, 전류의 크기가 커짐에 따라 자기 반발력이 커져서 회전하는 힘이 더 커지고, 교번 주기가 짧아짐에 따라 자기 반발력이 발생하는 속도가 빨라 지므로 더욱 빠른 회전속도를 낼 수 있게 된다.

이상에서 본 고안의 실시예를 설명하였으나, 본 고안의 권리범위는 이러한 실시예에 제한되지 않으며, 당업자가 용이하게 변형할 수 있는 범위에도 권리가 미치는 것으로 이해되어야 한다.

또한 전자석에 공급되는 전류의 크기와 싸이클을 조절함으로써 날개의 회전속도를 용이하게 제어할 수 있는 효과가 있다.

Claims

자석의 반발력을 이용하여 날개를 회전시키는 선풍기에 있어서,

중심이 회전축에 고정되어 회전운동을 하며, 다수 개의 부채꼴 형상의 날개로 이루어진 회전체와;

상기 회전체의 원주상에 원주방향으로 부착되는 다수의 영구자석과;

상기 회전체의 반지름의 길이보다 더 큰 반지름을 갖는 원형 기판의 원주상에 일정한 간격으로 배치되는 다수의 전자석과;

상기 전자석에 공급되는 전류의 크기와 공급시간을 제어하는 마이컴과;

상기 마이컴의 제어에 따라 정해진 크기의 전류를 정해진 시간동안 상기 전자석에 공급하는 전원부;를 포함하며,

상기 회전체는 상기 전자석이 배치된 가상의 원주 내에 설치되며, 상기 영구자석과 상기 전자석은 서로 대응되는 크기로 제작되는 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 선풍기.
제1항에 있어서,

상기 회전체는 네 개의 날개로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 선풍기.
제2항에 있어서,

하나의 날개에는 네 개씩의 영구자석이 원주상에서 직렬로 부착되는 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 선풍기.
제1항에 있어서,

상기 전자석은 등간격으로 배치된 네 개의 전자석 그룹으로 이루어지며,

하나의 전자석 그룹은 자극이 직렬로 연결된 일곱 개의 전자석으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 선풍기.
제4항에 있어서,

상기 마이컴은

하나의 전자석 그룹에 포함된 일곱 개의 전자석 중에 제1,3,5,7전자석과 제2,4,6전자석의 전류를 교번하여 공급하는 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 선풍기.