KR20140068821A - 선풍기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 선풍기는 틀 형태로 중앙에 제1개구공을 갖고 틀의 테두리 내외부면 둘레에 유입공과 배출공을 각각 형성하며 내부에는 공간을 형성한 케이스와, 상기 공간에 회전날개를 설치하여 동력수단에 의해 회전시키면 유입공으로 외부 공기를 공간 내부로 빨아들여 배출공으로 배출시키는 회전부와, 상기 케이스 전방에 맞대어 설치되어 제1개구공과 연통되는 제2개구공이 마련되어 상기 배출공을 통해 제2개구공 내부에서 외부로 공기가 배출되도록 하는 커버로 구성한다.

Description

선풍기{electric fan}

본 발명은 선풍기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 마주보게 수직으로 배치한 2열의 회전날개를 상호 반대방향으로 회전시킴과 동시에 2 개의 회전 날개 사이에 형성된 공간의 기압차이에 의해 후방의 기류를 끌어당겨 풍량 및 풍속을 증가시키도록 하는 선풍기에 관한 것이다.

종래의 가정용 선풍기는 통상적으로 축을 중심으로 회전하도록 탑재된 날개 또는 베인(vane)의 세트 및 이러한 날개 세트를 회전시켜 공기 흐름을 생성하는 구동 장치를 포함한다. 공기 흐름의 이동 및 순환에 의해 "풍냉(wind chill)" 또는 미풍이 발생되며, 그 결과 대류 및 증발을 통해 열이 발산됨에 따라 사용자는 냉각 효과를 체험하게 된다.

이러한 선풍기는 다양한 크기와 형태로 이용 가능하다. 예컨대, 천장형 선풍기의 경우에는 직경이 1 m 이상인 것도 있으며, 일반적으로 실내를 냉각시키기 위해 하방향의 공기 흐름을 제공하도록 천장에 현수되는 방식으로 장착된다. 한편, 탁상용 선풍기는 직경이 대략 30 cm인 경우가 많으며, 일반적으로 자립식(free standing)이고 휴대가 가능하다. 스탠드용 타워형 선풍기(floor standing tower fan)는 일반적으로 대략 1 m 높이의 긴 수직 연장 케이스를 포함하며, 일반적으로 300 내지 500 l/s(liter/sec) 범위의 공기 흐름을 생성하기 위해 한 세트 이상의 로터리 날개를 수용한다. 공기 흐름이 실내의 넓은 면적에 걸쳐 흘러나가게 되도록 타워형 선풍기로부터의 출구를 회전시키기 위해 왕복회전 기구(oscillating mechanism)를 채용할 수도 있다.

상기와 같은 일반적인 선풍기 또는 타워용 선풍기는 회전날개의 회전수 대비 바람의 토출량이 결정되기 때문에 상대적으로 출력이 높은 모터를 채택하게 되는 단점이 있다.

즉, 바람의 세기를 결정하는 요인은 선풍기의 회전 날개 사이즈 및 회전수에 의해 결정되나 모터가 사용하는 에너지의 입력 대비 출력이 감소되는 현상을 막을 수 없는 것이 현재의 실정이며 이를 극복하기 위해 바람의 세기를 배가시키는 기술의 제안이 시급한 실정이다.

상술한 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 선풍기는 마주보게 배치한 2열의 회전날개를 상호 반대방향으로 회전시킴으로서 기류의 양력의 증가에 따른 유효 송풍 거리의 증가 효과를 갖도록 하는 데 있다.

또한, 본 발명의 목적은 회전날개를 2 열로 마주보게 설치한 다음 상호 반대로 회전토록 하되, 두 개의 회전날개에 의해 발생하는 공기 압력으로 두 개의 회전날개 사이에 형성된 제1개구공의 기압 차이에 의해 공간 후방의 기류를 끌어당겨 풍량 및 풍속을 증가시키도록 하는 데 있다.

아울러, 본 발명의 목적은 회전날개를 통해 송출되는 풍량이 배출공을 통해 외부로 송출될 때 제2개구공을 따라 흐름되는 기류에 의해 풍속 및 풍량을 더욱 배가시키도록 하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 선풍기는 틀 형태로 중앙에 제1개구공을 갖고 틀의 테두리 내외부면 둘레에 유입공과 배출공을 각각 형성하며 내부에는 공간을 형성한 케이스와, 상기 공간에 회전날개를 설치하여 동력수단에 의해 회전시키면 유입공으로 외부 공기를 공간 내부로 빨아들여 배출공으로 배출시키는 회전부와, 상기 케이스 전방에 맞대어 설치되어 제1개구공과 연통되는 제2개구공이 마련되어 상기 배출공을 통해 제2개구공 내부에서 외부로 공기가 배출되도록 하는 커버로 구성한다.

본 발명에 따르면, 상기 제2개구공은 내부면이 전방으로 확개된 형태로 경사지게 형성되도록 구성한다.

본 발명에 따르면, 상기 공간은 상호 이격된 2열로 형성되고, 상기 각각의 공간 내부에는 회전날개를 수직 배치하도록 구성한다.

본 발명에 따르면, 상기 공간은 2열 2행의 선분 끝단이 상호 연이어 이어지도록 하고, 각각의 공간에 수평 수직 방향으로 회전날개를 설치한다.

본 발명에 따르면, 상기 회전날개는 공간에 브라켓을 통해 결합되되, 상기 브라켓은, 길이를 갖는 이음부와, 상기 이음부의 상부에 절곡되게 형성되어 상기 축과 결합하는 이음공을 갖는 고정부와, 상기 이음부의 하부에 절곡되게 형성되어 상기 동력수단의 하부와 결합되는 받침부와, 상기 고정부와 받침부에 연결부를 각기 형성시켜 공간에 형성된 고정브라켓과 일체로 고정되는 연결브라켓으로 구성한다.

상술한 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 선풍기는 틀 형상을 갖는 케이스와 커버를 결합시킨 다음 내부의 공간에 양측에 각각 마주보게 회전날개를 2열로 설치하여 상기 회전날개가 상호 역회전을 통해 기류의 양력의 증가에 따른 유효 송풍 거리의 증가 효과를 갖도록 하는 데 있다.

또한, 본 발명의 선풍기는 마주보게 배치한 2열의 회전날개를 상호 반대방향으로 회전시킴과 동시에 2 개의 회전부에 의해 발생하는 공기 압력으로 두 개의 회전날개 사이에 형성된 제1개구공의 기압 차이에 의해 후방의 기류를 끌어당겨 풍량 및 풍속을 증가시키도록 하는 효과가 있다.

즉, 케이스의 제1개구공 내부 압력을 높여 배출공으로 빠른 유속의 공기가 빠져나가면서 외부로 송출될 때 제2개구공을 따라 흐름되는 기류에 의해 풍속 및 풍량을 더욱 배가시키도록 하는 데 있다.

그리고, 본 발명의 선풍기는 복수개의 회전날개의 길이 대비 송출량을 결정하거나 배가시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

아울러, 본 발명의 선풍기는 2열로 설치되는 회전날개의 회전수를 각기 달리 회전시키면 압력 차이를 통해 송풍 방향을 조절할 수 있도록 하는 효과가 있다.

아울러, 본 발명의 선풍기는 고리 형태의 케이스에 형성된 각각의 선분 내부의 공간에 회전날개를 용이하게 설치하기 위해 브라켓을 통해 회전날개를 설치할 수 있도록 하여 제조 효율을 향상시키도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 대한 선풍기를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 대한 선풍기를 나타낸 분해사시도.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 대한 선풍기를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 대한 선풍기를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 대한 선풍기를 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명의 선풍기와 비교대상 선풍기의 송풍 거리 및 송풍 폭을 비교한 그래프.
도 7은 본 발명의 선풍기와 비교대상 선풍기의 압력 대비 송풍 거리를 비교한 그래프.
도 8은 본 발명의 선풍기와 비교대상 선풍기의 송풍 거리 및 송풍 폭을 비교한 3차원 그래프.
도 9는 본 발명의 선풍기의 실시예에 대한 제1개구공 형상 여부에 따라 구분되는 실시예1 및 실시예 2의 송풍 거리를 비교한 그래프.

이하, 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.

우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않기 위하여 생략한다.

도 1은 본 발명의 선풍기를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 선풍기를 나타낸 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 선풍기를 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예의 선풍기를 나타낸 사시도이며, 도 5는 본 발명의 다른 실시예의 선풍기를 나타낸 단면도이고, 도 6은 본 발명의 선풍기와 비교대상 선풍기의 송풍 거리 및 송풍 폭을 비교한 그래프이며, 도 7은 본 발명의 선풍기와 비교대상 선풍기의 압력 대비 송풍 거리를 비교한 그래프이고, 도 8a,b,c,는 본 발명의 선풍기와 비교대상 선풍기의 송풍 거리 및 송풍 폭을 비교한 3차원 그래프이며, 도 9는 본 발명의 선풍기의 실시예에 대한 제1개구공 형상 여부에 따라 구분되는 실시예1 및 실시예 2의 송풍 거리를 비교한 그래프이다.

먼저, 도 1 내지 도 5에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 선풍기 100는 케이스 110와 커버 120와 회전부 130로 구성된다.

상기 케이스 110는 다각형의 틀 형태로 형성되고, 상기 케이스 110에는 다각형을 이루는 각 선분을 하나 이상 갖는다.

또는, 본 발명에서는 2 개의 선분을 갖는 유선형 또는 4개의 선분을 갖는 사각형 형상의 케이스 110로 설명하며, 그 형상은 제한하지 않는다.

즉, 본 발명의 제1실시예에서는 2개의 회전부를 마주보게 2열로 설치하도록 케이스가 각기 구비되고, 제2실시예는 대략 4각형 형상을 갖는 케이스의 각 선분에 4개의 회전부를 각기 설치하도록 구분된다.

구체적으로 제1실시예는 도 4에서 도시한 바와 같이, 유선형의 케이스 110가 마련되고, 상기 케이스 110 양측에 각기 공간 111이 형성되어 각각의 공간 111에 는 회전날개 132를 상호 마주보게 2열로 수직 설치한다.

또는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 사각형의 케이스 110는 상기 공간 111이 2열 2행의 선분 끝단이 상호 연이어 이어지도록 하고, 상하좌우로 구분되는 각각의 공간 111에 수평 수직 방향으로 회전부 130를 설치한다.

이렇게 다각형 형상을 갖는 케이스 110는 전체적으로 고리 모양으로 중앙에 제1개구공 114을 관통되게 형성한다.

여기서, 다각형 형상의 케이스 110 몸체는 틀이라고 칭하기로 한다.

상기 제1실시예 및 제2실시예에서 언급된 케이스 110는 테두리 외부면에 유입공 112을 형성하고, 내부면에는 배출공 113을 형성시키되, 상기 유입공 112과 배출공 113은 공간 111에 연통된다.

여기서, 제1실시예 및 제2실시예의 케이스 중앙에는 제1개구공이 형성된다.

그리고, 상기 공간 111에는 상기 회전부 130는 외주연에 복수의 날개 132a를 갖는 회전날개 132를 각각 설치하여 동력수단 133에 의해 회전시키면 유입공 112을 통해 외부 공기를 공간 111 내부로 빨아들여 배출공 113으로 배출시킨다.

특히, 회전날개 132는 길이를 갖는 축 132a의 외주연에 방사형태로 날개 132b가 복수개로 형성된다.

상기 회전날개 132에는 동력수단 133이 각기 설치되어 직접 동력방법으로 모터의 회전축 132a과 회전날개 132의 축 132a이 이음되어 동력수단 133에서 발생한 회전력을 통해 회전날개 132가 회전될 수 있도록 한다.

또한, 제2실시예에서 상기 회전날개 132는 공간 111에 브라켓 140을 통해 결합된다.

상기 브라켓 140은 이음부 141와 고정부 142와, 받침부 144와 연결브라켓 145으로 이루어진다.

즉, 이음부 141는 길이를 갖으며 회전날개 132의 길이와 대등하다.

또한, 고정부 142는 상기 이음부 141의 상부에 절곡되게 형성되어 상기 축 132a과 결합하는 이음공 143을 갖는다.

그리고, 상기 받침부 144는 상기 이음부 141의 하부에 절곡되게 형성되어 상기 동력수단 133의 하부와 결합된다.

아울러, 연결브라켓 145은 상기 고정부 142와 받침부 144에 연결부를 각기 형성시켜 공간 111에 형성된 고정브라켓 115과 일체로 고정된다.

이렇게 브라켓 140 중 연결브라켓 145을 공간 111의 고정브라켓 115에 결합하여 상기 브라켓 140이 공간 111 내부에 설치되도록 한다. 그리고, 상기 브라켓 140의 이음부 141와 고정부 142 사이에 동력수단 133이 탑재된 회전날개 132를 설치한다.

결국, 고리 형태의 케이스 110에 형성된 각각의 선분 내부의 공간 111에 회전날개 132를 용이하게 설치하기 위해 브라켓 140을 통해 회전날개 132를 설치할 수 있도록 하여 제조 효율을 향상시키도록 하는 효과가 있다.

상기와 같이 구성된 제1실시예 및 제2실시예의 선풍기 100는 동력수단 133을 통해 회전날개 132를 상호 역방향으로 회전시키면 유입공 112을 거쳐 외부 공기가 공간 111으로 유입되어 배출공 113을 통해 공기가 배출된다.

그리고, 상기 커버 120는 상기 케이스 110 전방에 맞대어 설치되어 제1개구공 114과 연통되는 제2개구공 121이 마련되어 상기 배출공 113을 통해 제2개구공 121 내부에서 외부로 공기가 배출되도록 한다.

이때, 상기 제2개구공 121은 내부면이 전방으로 확개된 형태로 경사지게 형성되도록 한다.

이는, 하나 이상의 배출공 113을 통해 배출되는 공기가 제1개구공 114을 거쳐 제2개구공 121측으로 이동하면서 부분적으로 합류되어 공기의 흐름 속도가 빠르게 진행된다.

즉, 공기의 속도가 빠른 케이스 110의 제1개구공 114 측은 기압이 낮아지고 상대적으로 제2개구공 121측에 기압이 높아진다. 결국, 공기의 힘은 고기압에서 저기압으로 작용하므로 케이스 110를 통과하는 빠른 속도를 갖는 공기가 외부의 공기를 같이 통과시켜 일정하고 강한 기류를 형성시킴으로써 바람을 발생시키게 된다.

결과적으로 본 발명의 선풍기 100는 틀 형상을 갖는 케이스 110와 커버 120를 결합시킨 다음 내부의 공간 111에 회전부 130를 설치하여 유입공 112으로 외부 공기가 빨아들여 공간 111의 내부 압력을 높여 배출공 113으로 빠른 유속의 공기가 빠져나가면서 상기 커버 120의 바깥 주변 공기가 커버 120를 통과하면서 기류를 발생시키도록 하여 기압 차이에 의해 바람의 유속을 증가시켜 외부로 토출시킴으로써 보다 강한 바람의 세기를 얻을 수 있는 효과가 있다.

다시 말해, 틀 형상을 갖는 케이스 110와 커버 120를 결합시킨 다음 내부의 공간 111에 양측에 각각 마주보게 회전날개 132를 2열로 설치하여 상기 회전날개 132가 상호 역회전을 통해 기류의 양력의 증가에 따른 유효 송풍 거리의 증가 효과를 갖는다.

또한, 마주보게 배치한 2열의 회전날개 132를 상호 반대방향으로 회전시킴과 동시에 두 개의 회전날개 132에 의해 발생하는 공기 압력으로 두 개의 회전날개 132 사이에 형성된 제1개구공 114의 기압 차이에 의해 후방의 기류를 끌어당겨 풍량 및 풍속을 증가시키도록 하는 효과가 있다.

즉, 케이스 110의 제1개구공 114 내부 압력을 높여 배출공으로 빠른 유속의 공기가 빠져나가면서 외부로 송출될 때 제2개구공 121을 따라 흐름되는 기류에 의해 풍속 및 풍량을 더욱 배가시키도록 하는 데 있다.

그리고, 복수개의 회전날개 132의 길이 대비 송출량을 결정하거나 배가시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

아울러, 2열로 설치되는 회전날개 132의 회전수를 각기 달리 회전시키면 압력 차이를 통해 송풍 방향을 조절할 수 있도록 하는 효과가 있다.

이를 증명하기 위한 하기와 같은 실험을 통해 본 발명의 효과를 증명하기로 한다.

먼저, 선풍기는 원형의 축 132a 외주연에 복수의 날개 132b를 형성시킨 회전날개 132를 마련하여 동력수단을 통해 회전시키되 아래의 표와 같은 조건으로 구동시킨다.

전압(V)	전류(A)	회전수 (RPM)	최대압력 (mmAq)	최소 기류 (m3/min)	풍량 (CFM)	소음 (dBA)
12	0.30	2500	2.5	1.4	49	33

여기서, 비교예는 회전날개 132를 1열로 수직 배치한 것이고, 실시예는 회전날개를 마주보게 수직으로 배치한 2열의 회전날개를 상호 반대방향으로 회전시킨다.

상기와 같은 동일 조건하에서 회전날개를 구동시켰을 경우 비교예와 실시예의 풍량 및 송풍 거리 및 폭의 결과의 그래프는 도 6 및 도 7과 같다.

먼저, 도 6은 비교예와 실시예의 송풍거리 및 송풍 폭의 상태를 비교한 그래프로써, 비교예 보다 실시예의 송풍폭과 송풍거리가 월등히 긴 것을 알 수 있다.

즉, 비교예의 송풍거리 L1은 410cm이고, 송풍폭 W1은 13cm인 반면, 실시예의 송풍거리 L2는 600cm이고, 송풍폭 W2는 23cm인 것을 알 수 있다.

송풍거리와 송퐁폭은 송풍면적 및 풍속과 비례한 효과를 갖는 것으로 비교예 보다 실시예의 송풍 효과가 월등히 뛰어난 것을 알 수 있다.

또한, 도 7은 비교예와 실시예의 압력 대비 송풍거리를 나타낸 그래프로써, 비교예 보다 실시예가 회전날개의 축을 중심에서 낮은 압력값에도 송풍거리를 월등히 긴 것을 알 수 있다.

즉, 비교예의 회전날개 축 압력이 3.7(mmAq)이고, 실시예의 압력은 2.7(mmAq)로써, 실시예의 압력이 비교예의 압력보다 낮은 압력임에도 송풍거리는 비교예의 경우 L1은 375cm이고, 실시예의 경우 L2는 600cm로써, 송풍 거리가 차이가 발생한 것을 알 수 있다.

그리고, 도 8a,b,c는 비교예와 실시예의 송풍거리 및 송풍폭 그리고 압력 비교를 나타낸 3차원 그래프이다.

도 8a는 비교예 및 실시예의 송풍거리, 송풍폭 및 압력 비교 3차원 그래프이고, 도 8b는 도 8a 그래프의 평면 상태를 표시하여 송풍거리를 비교한 그래프이며, 도 8c는 도 8a 그래프의 정면 상태를 표시하여 송풍 폭을 비교한 그래프이다.

도 8a,b,c에서 도시된 바와 같이, 비교예의 L1, W2 보다 실시예의 송풍폭 및 송풍거리 L2, W2가 월등히 긴 것을 알 수 있다.

특히, 도 8b에서 비교예는 송풍의 직진성이 떨어져 송풍 방향이 한 쪽 방향으로 쏠리는 경향을 알 수 있고, 실시예의 경우 송풍의 직진성을 보장받을 수 있어 보다 긴 송풍 거리를 보장받을 수 있다.

아울러, 도 9는 실시예에서 제1개구공 및 제2개구공의 존재 여부에 따라 달라지는 송풍의 직진성 차이를 나타낸 그래프이다.

즉, 실시예에서 실시예1과 실시예 2는 회전날개를 마주보게 수직으로 배치한 2열의 회전날개를 상호 반대방향으로 회전시키되, 실시예1은 상기 회전날개 전방에 확개된 경사면을 갖는 제2개구공이 마련된 것이고, 실시예2는 제2개구공이 형성되지 않은 상태에서의 송풍거리를 비교한 그래프이다.

실시예1은 실시예2 보다 회전날개 축의 압력 차이가 발생하며 풍량의 직진성이 월등히 높아 제2개구공을 통해 송풍 거리가 월등히 높은 효과가 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

100 : 선풍기 110 : 케이스
111 : 공간 112 : 유입공
113 : 배출공 114 : 제1개구공
115 : 고정브라켓 120 : 커버
121 : 제2개구공 130 : 회전부
132 : 회전날개 132a : 축
132b: 날개 133 : 동력수단
140 : 브라켓 141 : 이음부
142 : 고정부 143 : 이음공
144 : 받침부 145 : 연결브라켓

Claims (1)

1. 틀 형태로 중앙에 제1개구공을 갖고 틀의 테두리 내외부면 둘레에 유입공과 배출공을 각각 형성하며 내부에는 공간을 형성한 케이스와,
   상기 공간에 회전날개를 설치하여 동력수단에 의해 회전시키면 유입공으로 외부 공기를 공간 내부로 빨아들여 배출공으로 배출시키는 회전부와,
   상기 케이스 전방에 맞대어 설치되어 제1개구공과 연통되는 제2개구공이 마련되어 상기 배출공을 통해 제2개구공 내부에서 외부로 공기가 배출되도록 하는 커버로 구성하는 것을 특징으로 하는 선풍기.
   

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