KR20060004810A - 진공청소기 방열장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공청소기 방열장치에 관한 것으로서, 중심축 방향을 따라 모터쪽으로 진행되는 기존의 주 공기유로에 대한 영향을 최소화하는 정도로 유로 제공 하우징 상부면 가장자리에 발열소자의 개수에 대응되는 수만큼의 공기유입관을 형성하여 외부로부터 유입된 공기가 소정의 바이패스 유로에 따라 우선 발열소자쪽으로 전달된 후 기존의 주 공기유로를 향해 진행하도록 함으로써, 그 결과로 발생되는 강제대류로 기존의 주 공기유로에 대한 저항손실과 흡입률에 최소한의 영향만을 주면서도 발열소스인 발열소자의 방열 효과를 최대한으로 향상시킨다.

방열, 유로, 바이패스, 모터, 공기, 냉각

Description

진공청소기 방열장치{Apparatus for radiating heat in vacuum cleaner}

도 1은 일반적인 진공청소기 방열장치를 도시한 단면도,

도 2는 본 발명의 진공청소기 방열장치의 분해 사시도,

도 3a 내지 도 3b는 본 발명에 사용되는 유로제공하우징의 제1실시예,

도 4a 내지 도 4b는 본 발명에 사용되는 유로제공하우징의 제2실시예,

도 5는 본 발명의 동작원리를 설명하기 위한 단면도,

도 6은 본 발명의 진공청소기 방열장치의 제2실시예를 도시한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

200 : 인쇄회로기판 210 : 발열소자

220 : 모터 230 : 방열판

240 : 유로제공하우징 250 : 실링부재

본 발명은, 중심축 방향을 따라 모터쪽으로 진행되는 기존의 주 유로에 대한 저항손실과 흡입률에 최소한으로 영향을 주면서도 인쇄회로기판에 부착된 발열소자에서 발생되는 열의 방열효과를 최대한으로 향상시킬 수 있도록 하는, 진공청소기 방열장치에 관한 것이다.

일반적으로, 진공청소기는 여러 종류의 다양한 모터와 구동을 제어하기 위한 소정의 인쇄회로기판 및 그에 부착된 발열소자들을 이용해 실내 바닥에 존재하는 먼지를 흡입하여 그 먼지를 걸러내고 다시 깨끗한 공기를 실내로 배기하는 제품으로서, 그러한 모터나 인쇄회로기판에 부착된 발열소자 등에서 발생되는 열을 외부로 방열시키는 것은 진공청소기에 있어서 중요한 문제인데, 도 1은 이러한 진공청소기에 주로 사용되는 방열장치를 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 통상의 진공청소기 방열장치는 모터(100)가 회전을 하게 되면, 팬에 의해서 모터(100)쪽으로 공기가 흡입되어 진행되는 유로가 발생되며, 이렇게 발생된 유로를 통해 공기가 하우징(110)의 입구를 지나 방열판(120) 및 모터부의 중앙에 성형된 흡입구를 거쳐 임펠러와 가이드베인을 통해 그 내부를 관통하여 외부로 배기되는데, 이 때 발열 소스(heat source)인 발열소자(130)은 인쇄회로기판(140)에 부착되며 그와 밀착되게 접합된 방열판(120)은 모터 구동에 따라 발열소자(130)에서 발생한 열을 전달받아 방열시키게 된다.

하지만, 이러한 통상의 방열장치는, 도시된 바와 같이 팬에 의해서 모터쪽으로 흡입되어 소정의 유로를 통해 진행되는 공기가 발열 소스인 발열소자을 지나지 않기 때문에 단지 자연대류로만 발열소자에서 발생하는 열을 식히게 되는데, 그 결과 발열소자에서 발생하는 열이 제대로 방열되지 않아 시스템의 열적 신뢰성을 저하시키는 문제점이 초래된다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해소시키기 위하여 개발된 것으로, 인쇄회로기판에 부착되어 동작시 열을 발생시키는 발열소자의 방열 효과를 더욱 높여 시스템의 열적 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는, 진공청소기 방열장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적에 따라 본 발명은, 중심축 방향을 따라 모터쪽으로 진행되는 기존의 주 유로에 대한 영향을 최소화하는 정도로 유로 제공 하우징 상부면 가장자리에 발열소자의 개수에 대응되는 수만큼의 서브 공기유입부를 패터닝하여, 이를 통해 방열장치 내부로 공기를 유입시키도록 함으로써 기존의 주 유로 이외에 소정의 바이패스 유로를 추가로 형성하여 강제대류를 발생시키도록 함으로써 기존의 주 유로에 대한 손실과 흡입률을 최소화하면서도 발열소스인 발열소자의 방열 효과를 최대한으로 향상시키고자 한다.

이를 위해 본 발명은, 중심축을 따라 소정 크기의 관통구와 수용구가 각기 성형되어 실링부재를 통해 상호간에 접합되는 인쇄회로기판과 모터부, 공기 전달구가 중앙에 형성되어 인쇄회로기판에 부착된 소정의 발열소자와 밀착되게 인쇄회로기판과 모터부를 하우징하는 방열판 및 상기 방열판을 패키징하는 소정의 유로제공하우징으로 이루어진 진공청소기 방열장치에 있어서,

상기 유로제공하우징은;

상부면 중앙에 공기흡입구를 형성시켜 상기 관통구과 수용구를 통과하는 중심축 방향을 따라 메인 공기유로를 제공하고, 더불어 상부면 가장자리에는 공기 유입관을 형성시켜 발열소자 상부를 지나 메인 공기유로로 향하는 소정의 바이패스 유로를 제공하는 것을 특징으로 하는, 진공청소기 방열장치를 개시한다.

첨가하여, 본 발명은 공기유입관의 구멍 크기를 메인 공기유입구의 것보다 작고 그 수는 발열소자의 개수에 대응되는 수만큼 다수개 형성하여 바이패스 유로를 여러개 발생되도록 하는 것이 바람직한데, 이 때 바이패스 유로가 메인 공기유로에 주는 영향을 최소한으로 하는 범위내에서 그 개수와 크기를 제한하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 방열장치에 적합한 유로제공하우징으로, 상/하부가 개구된 제1하우징본체; 원주방향으로 회전가능하도록 상기 제1하우징본체의 외주면과 압입 결합되어 발열소자의 위치와 대응되는 위치에 공기유입관을 위치시킬 수 있도록 하는 소정의 제1덮개로 이루어지는 제1양태를 개시한다.

더불어, 상단부와 하단부가 개구된 원통형이며, 상단부에는 원형의 요홈이 형성된 제2하우징 본체; 상기 메인 공기유입부와 서브 공기유입부가 각기 중앙과 가장자리에 형성되고 상기 제2하우징본체에 형성된 요홈에 압입되도록 가장자리를 따라 원형의 돌출부가 형성된 소정의 제2덮개로 이루어지는 제2양태를 개시한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 2를 참조하여 본 발명의 진공청소기 방열장치에 대해 설명한다.

상기 도 2는 본 발명에 따른 방열장치의 분해사시도로서, 이에 도시한 바와 같이, 중심축을 따라 소정 크기의 관통구와 수용구가 각기 성형되어 실링부재(250)를 통해 상호간에 접합되는 인쇄회로기판(200)과 모터부(220), 중앙에 전달구가 형 성되어 인쇄회로기판(200)에 부착된 소정의 발열소자(210)과 밀착되게 인쇄회로기판(200)과 모터부(220)를 하우징하는 방열판(230) 및 상기 방열판(230)을 패키징하는 소정의 유로제공하우징(240)으로 이루어진 진공청소기 방열장치에 있어서, 상기 유로제공하우징(240)은; 상부면 중앙에 공기흡입구를 형성시켜 상기 관통구와 수용구를 통과하는 중심축 방향을 따라 메인 공기유로를 제공하고, 더불어 상부면 가장자리에는 내부로 삽입되는 공기 흡입관을 형성시켜 발열소자 상부를 지나 메인 공기유로로 향하는 소정의 바이패스 유로를 제공하는 구조로 이루어져 있다.

이렇게 이루어진 본 발명의 진공청소기 방열장치에서, 진공청소기용 모터부(220)는 그의 하단부를 전체적으로 패키징하고 있는 소정의 하우징과 결합된 임펠러 커버의 상단 중앙에 수용구가 형성되고, 소정의 실링부재(250)를 통해 임펠러 커버와 접합된 원형의 인쇄회로기판(200) 중앙에는 관통구가 형성되며 그 가장자리에는 적어도 하나 이상의 발열소스(heat source)인 발열소자(210)이 부착된다.

그리고, 방열판(230)은 하단부가 개구된 원통형으로, 상기 인쇄회로기판(200)의 일측에 부착된 발열소자(210)와 밀착되게 접합되어 상기 인쇄회로기판(200)과 모터부(220)를 하우징하며, 그 상부면 중앙에는 외부로부터 유입된 공기가 인쇄회로기판(200)의 관통구로 전달될 수 있도록 상기 관통구의 크기와 대응되는 크기를 가진 소정의 공기 전달구가 형성된다.

한편, 본 발명에 따른 유로제공하우징(240)은 하부면이 개구되어 방열판(230)과 접합 또는 결착되거나 하우징되며, 그 상부면 중앙에는 소정 크기의 메인 공기유로가 형성되어 외부로부터 유입된 공기가 중심축을 관통하면서 진행되는 소 정의 메인 공기유로를 따라 방열판(230)의 공기전달구를 통해 인쇄회로기판(200)의 관통구를 지나 모터부(200)의 공기 수용구쪽으로 전달된다.

특히, 상부면의 가장자리에는 본 발명에 따라 공기유입관이 형성되어 외부로부터 유입된 공기가, 소정의 바이패스 유로에 따라 방열판(230)을 통해 인쇄회로기판(200)에 부착된 발열소자(210)쪽으로 전달된 후 공기 전달구와 인쇄회로기판(200)의 관통구를 지나 모터부(220)의 수용구 쪽으로 전달됨으로써, 종래와 같이 단순히 자연대류로만 발열소자을 냉각시키는 것과는 달리, 그를 통해 발생된 강제대류로 냉각시킬 수 있게 됨으로써 발열소자(210)의 방열효과를 더욱 향상시킬 수 있게 되는데, 그 동작원리에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

또한, 본 발명은 가능한한, 사용되는 공기유입관의 구멍크기를 메인 공기유입구의 것보다 작게 하고, 그 수는 발열소자의 개수에 대응되는 수만큼 다수개 형성하여 바이패스 유로를 여러개 발생되도록 하는 것이 바람직한데, 이 때 바이패스 유로가 메인 공기유로의 흐름에 영향을 주기 때문에 그 영향을 최소한으로 하는 범위내에서 그 개수와 크기를 제한하는 것이 바람직하며, 이는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 얼마든지 다양한 변형이 가능하다.

이와 같이, 본 발명에 따른 방열장치는 소정의 유로제공하우징 중앙에 형성된 메인 공기유입구로 유입된 공기는 중심축 방향으로 진행되는 소정의 메인 공기유로를 따라 모터쪽으로 전달되도록 하고, 유로제공하우징 가장자리에 형성된 소정의 공기유입관으로 유입된 공기는 바이패스 유로에 따라 인쇄회로기판에 부착된 발열소자쪽으로 우선 전달된 후 상기 메인 공기유로를 향하는 방향으로 진행되도록 함으로써 그를 통해 발생되는 강제대류로 기존의 메인 공기유로에 대한 저항손실과 흡입률에 최소한의 영향을 주면서 방열 효과를 최대한으로 향상시킨다.

다음, 도 3a와 도 3b를 참조하여 본 발명에 사용되는 유로제공하우징의 바람직한 제1실시예를 순차적으로 설명한다.

<제1실시예>

상기 도 3a는 제1실시예에 따른 유로제공하우징의 분해사시도이고, 도 3b는 결합단면도인데, 이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 유로제공하우징에 대한 바람직한 제1실시예는, 상부면과 하부면이 개구된 원통형의 제1하우징본체(241)와, 상부면 중앙에는 메인 공기유입구(A)가 가장자리에는 공기유입관(B)이 각기 형성되어 원주방향으로 회전가능하게 상기 제1하우징본체(241)의 외주면과 압입 결합되는 소정의 제1덮개(242)로 이루어진다.

이렇게 이루어진 유로제공하우징은, 발열소자가 위치하는 쪽으로 공기유입관(B)이 위치될 수 있도록 제1덮개(242)의 위치를 수동으로 조정한 후, 조정이 완료되면 압력을 가해 제1덮개(242)를 제1하우징본체(241)의 외주면과 결합될 수 있도록 압입시키며, 미세한 조정이 필요할 경우에는 제1덮개(242)를 원주방향으로 회전시켜 해당 위치로 조절되도록 함으로써, 발열소자의 위치에 따라 공기유입관(B)을 가변적으로 대응되게 위치시킬 수 있을 뿐만 아니라, 좀 더 정확한 위치조절이 가능하다.

계속해서, 도 4a와 도 4b를 참조하여 본 발명에 사용되는 유로제공하우징의 바람직한 제2실시예를 순차적으로 설명한다.

<제2실시예>

상기 도 4a는 제1실시예에 따른 유로제공하우징의 분해사시도이고, 도 4b는 결합도인데, 이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유로제공하우징의 제2실시예는, 상부면과 하부면이 개방된 원통형이며, 상부면에는 원형의 요홈(E)이 형성된 제2하우징본체(243)와, 메인 공기유입구(C)와 공기유입관(D)이 각기 중앙과 가장자리에 관통 형성되며 상기 제2하우징본체(243)에 형성된 요홈(E)에 압입되도록 가장자리를 따라 원형의 돌출부가 형성된 소정의 제2덮개(244)로 이루어진다.

이러한 본 발명의 제2실시예에 따른 유로제공하우징은, 메인 공기유입부(A)와 공기유입관(B)이 각기 상부면 중앙과 가장자리에 관통 형성되고, 그 가장자리를 따라 원주방향으로 돌출부가 형성된 본 발명용의 제2덮개(243)를 발열소자의 위치와 대응하는 위치에 공기유입관(D)이 배치되도록 조정한 후, 상/하부면이 개구된 제2하우징본체(243)의 상단부 단면에 원형으로 형성된 요홈(E)에 압입시켜 제2하우징 본체(243)와 제2덮개(244)를 결합시키게 되는데, 이하에서는 도 5를 참조하여 본 발명의 동작원리를 설명한다.

상기 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명은 소정의 유로제공하우징(240) 중앙에 형성된 공기유입부로 공기가 유입되면 유입된 공기는 중심축을 따라 진행하는 소정의 메인 공기유로를 통해 모터부(220)쪽으로 전달되고, 더불어 공기유입관을 통해 외부로부터 유입된 공기는 본 발명에 따라 제공되는 소정의 바이패스유로에 따라 방열판(230)을 통해 발열소자(210)쪽으로 전달된 후 공기 전달구와 관통구를 통해 모터 부(220)의 흡입구 쪽으로 전달되며, 그를 통해 발생된 강제대류는 하기 의 수학식1에 따라 열전달계수(h)를 증대시켜 열전달량(Q)를 향상시킴으로써 방열효과를 크게 기대할 수 있게 된다.

Q = h ×A ×△T

상기 수학식1에서

Q : 열전달량(고온물체에서 대기 중으로의 열전달량)

h : 열전달계수

A : 방열면적(고온물체 표면적)

△T : 고온물체와 주위 공기와의 온도차를 각각 나타낸다. 여기서 열전달계수(h)는 열 전달 통로나 흐름 그리고 유속 등에 의해 좌우되고 그 통로나 흐름이 적합한 형태로 개시되거나 유속이 크면 열전달계수(h)가 증대되어 열전달량(Q)이 증대되는데, 본 발명은 상기 수학식1에 나타낸 바와 같이 강제대류를 통해 열 전달 통로나 흐름 그리고 유속을 빠르게 함으로써 열전달계수(h)를 증대시켜 열전달량(Q)을 더욱 증대시킴으로써 방열효과를 향상시킬 수 있게 된다.

이 때, 가능한한, 사용되는 공기유입관의 구멍 크기를 메인 공기유입구의 것보다 작게 하고, 그 수는 발열소자의 개수에 대응되는 수만큼 다수개 형성하여 바이패스 유로를 여러개 발생되도록 하는 것이 바람직한데, 이 때 바이패스 유로가 메인 공기유로의 흐름에 영향을 주기 때문에 그 영향을 최소한으로 하는 범위내에서 그 개수와 크기를 제한하는 것이 바람직하다.

마지막으로, 도 6을 참조하여 본 발명의 제2실시예를 설명한다.

상기 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예는 유로제공하우징에 다수개의 공기유입관이 형성되도록 하는데, 즉 본 발명의 제2실시예에 따른 유로제공하우징(240)은 외부로부터 유입된 공기가 모터(220)쪽으로 직접 전달되도록 중앙에 메인 공기유입부가 형성되고, 더불어 상기 방열판(230)을 통해 인쇄회로기판(200)에 부착된 발열소자(210)쪽으로 간접 전달되도록 발열소자(210)가 위치하는 해당 영역마다 각각에 공기유입관이 배치될 수 있도록 미리 상단부의 가장자리에 내부로 삽입되는 다수개의 공기유입관을 형성하여 발열소자(210)의 개수에 따른 다양한 적용양태에 가변적으로 셋팅이 이루어지도록 하는데, 이 때 본 발명에 사용되는 상기 서브 공기유입부 형태와 그 개수는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 얼마든지 다양한 변형이 가능하다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 진공청소기 방열장치는, 중심축 방향을 따라 모터쪽으로 진행되는 기존의 주 공기유로에 대한 영향을 최소화하는 정도로 유로 제공 하우징 상부면 가장자리에 발열소자의 개수에 대응되는 수만큼의 공기 흡입관을 내부로 삽입되도록 형성하여 외부로부터 유입된 공기가 소정의 바이패스 유로에 따라 우선 발열소자쪽으로 전달된 후 기존의 주 공기유로를 향해 진행하도록 함으로써, 그 결과로 발생되는 강제대류로 기존의 주 공기유로에 대한 저항손실과 흡입률에 최소한의 영향만을 주면서도 발열소스인 발열소자의 방열 효과를 최대한으로 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 기재된 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (4)

1. 중심축 방향에 따라 소정 크기의 관통구와 수용구가 각기 성형되어 실링부재를 통해 상호간에 접합되는 인쇄회로기판과 모터부, 공기 전달구가 중앙에 형성되어 인쇄회로기판에 부착된 소정의 발열소자와 밀착되게 인쇄회로기판과 모터부를 하우징하는 방열판 및 상기 방열판을 패키징하는 소정의 유로제공하우징으로 이루어진 진공청소기 방열장치에 있어서,

   상기 유로제공하우징은;

   상부면 중앙에 공기흡입구를 형성시켜 상기 관통구와 수용구를 통과하는 중심축 방향을 따라 메인 공기유로를 제공하고, 상부면 가장자리에는 내부로 삽입되는 공기 흡입관을 형성시켜 발열소자 상부를 지나 메인 공기유로로 향하는 소정의 바이패스 유로를 더불어 제공하는 것을 특징으로 하는, 진공청소기 방열장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 공기 흡입관은;

   발열소자의 개수에 대응되는 소정 개수만큼 다수개 형성된 것을 특징으로 하는, 진공청소기 방열장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 유로제공하우징은;

   상/하부가 개구된 제1하우징본체;

   원주방향으로 회전가능하도록 상기 제1하우징본체의 외주면과 압입 결합되어 발열소자의 위치와 대응되는 위치에 상기 공기 흡입관을 위치시킬 수 있도록 하는 소정의 제1덮개로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 진공청소기 방열장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 유로제공하우징은;

   상단부와 하단부가 개구된 원통형이며, 상단부에는 원형의 요홈이 형성된 제2하우징 본체;

   상기 제2하우징본체에 형성된 요홈에 압입되도록 가장자리를 따라 원형의 돌출부가 형성된 소정의 제2덮개로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 진공청소기 방열장치.

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