KR20180016953A

KR20180016953A - 디스크 임펠러를 이용한 타워형 선풍기

Info

Publication number: KR20180016953A
Application number: KR1020170099012A
Authority: KR
Inventors: 이재훈
Original assignee: 주식회사 엑스팀오션
Priority date: 2016-08-08
Filing date: 2017-08-04
Publication date: 2018-02-20
Also published as: KR101955938B1

Abstract

본 발명은 디스크 임펠러를 이용한 타워형 선풍기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 디스크 임펠러를 이용한 타워형 선풍기는, 공기가 흡입되는 흡입부와, 상기 흡입부로 유입된 공기가 토출되는 토출부와, 상기 흡입부와 상기 토출부를 연통하는 연통로가 형성된 하우징; 중앙에 관통공이 형성된 복수의 디스크가 상기 하우징 내에 간격을 두고 적층된 디스크 임펠러; 상기 디스크 임펠러의 관통공을 관통하며, 상기 연통로에 회전가능하게 배치되는 회전축; 상기 회전축이 결합되며, 상기 디스크 임펠러의 단부를 상기 회전축에 지지하는 한 쌍의 임펠러 홀더; 및 상기 회전축을 회전시키는 구동 모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

디스크 임펠러를 이용한 타워형 선풍기{TOWER TYPE FAN USING DISC IMPELLER}

본 발명은 디스크 임펠러를 이용한 타워형 선풍기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 디스크 임펠러를 다층으로 적층하여 송풍하는 디스크 임펠러를 이용한 타워형 선풍기에 관한 것이다.

종래의 팬은 통상적으로 축을 중심으로 회전하도록 탑재된 날개 또는 베인의 세트 및 이러한 날개 세트를 회전시켜, 공기 흐름을 생성하는 구동 장치를 포함한다.

공기 흐름의 이동 및 순환에 의해 바람이 발생되며, 그 결과 대류 및 증발을 통해 열이 발산됨에 따라 사용자는 냉각 효과를 느끼게 된다.

종래의 테슬라 터빈은 고온고압의 유체를 디스크 외곽에 분사하면, 유체의 점성마찰력(경계층 효과)에 의해 디스크를 회전하는 것으로. 이를 반대로 응용하면, 모터 등 동력원으로 디스크를 회전하면 디스크에 접해 있는 유체는 점성마찰력에 의해 회전하면서 외곽으로 밀려나게 된다.

한편, 종래의 디스크 임펠러를 이용한 송풍기의 경우, 평평한 디스크와 디스크 간격을 유지하기 위한 부싱(와셔), 디스크를 고정하기 위한 볼트 구조로 되어 있다.

그런데, 이러한 종래의 디스크 임펠러를 이용한 송풍기는, 디스크가 고속으로 회전하는 경우 디스크를 관통하는 볼트 또는 부싱은 유체의 흐름에 방해가 되어 송풍 효율이 저하되는 문제점이 있다.

국내등록특허공보 제10-1541508호(발명의 명칭: 저소음 송풍 모듈, 등록일: 2015.07.28.)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 소음을 저감하며, 송풍 효율을 향상시킬 수 있는 디스크 임펠러를 이용한 타워형 선풍기를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은, 공기가 흡입되는 흡입부와, 상기 흡입부로 유입된 공기가 토출되는 토출부와, 상기 흡입부와 상기 토출부를 연통하는 연통로가 형성된 하우징; 중앙에 관통공이 형성된 복수의 디스크가 상기 하우징 내에 간격을 두고 적층된 디스크 임펠러; 상기 디스크 임펠러의 관통공을 관통하며, 상기 연통로에 회전가능하게 배치되는 회전축; 상기 회전축이 결합되며, 상기 디스크 임펠러의 단부를 상기 회전축에 지지하는 임펠러 홀더; 및 상기 회전축을 회전시키는 구동 모터를 포함하는, 디스크 임펠러를 이용한 타워형 선풍기에 의해 달성될 수 있다.

여기서, 상기 디스크의 일측 판면으로부터 돌출되어, 상기 회전축부의 배출공으로부터 상기 디스크의 판면을 따라 유동하여 상기 토출부로 배출되는 공기의 유동을 안내하는 하나 이상의 가이드 베인을 더 포함할 수 있다.

상기 가이드 베인은 나선형의 형상을 가질 수 있다.

또한, 상호 인접하게 배치되는 한 쌍의 디스크 중 어느 하나로부터 나머지 디스크를 향해 돌출된 결합 돌기; 및 상기 한 쌍의 디스크 중 다른 하나에 함몰 형성되어, 상기 결합돌기가 끼움 결합되는 결합홈을 더 포함할 수 있다.

상기 결합 돌기는 상기 디스크의 가이드 베인에 마련될 수 있다.

상기 임펠러 홀더는, 원반 형상의 홀더 본체; 상기 홀더 본체의 중앙에 관통 형성되어, 상기 회전축이 결합되는 축 결합공; 상기 축 결합공의 둘레를 따라 상기 홀더 본체에 관통 형성되어, 상기 연통로를 유동하는 공기가 유동하는 유동공; 및 상기 유동공의 둘레를 따라 상기 홀더 본체에 관통 형성되어, 상기 홀더 본체를 상기 디스크 임펠러에 지지하는 체결수단이 결합되는 체결공을 포함할 수 있다.

상기 하우징 내로 유입되는 공기를 가열하는 히터를 수용하거나, 또는 상기 하우징 내로 유입되는 공기를 정화하는 필터를 수용하거나, 또는 상기 히터와 상기 필터를 함께 수용하며, 상기 흡입부 또는 상기 토출부에 착탈가능하게 마련되는 모듈을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 복수의 디스크가 일정한 간극으로 여러 장이 적층되어 있고, 고속 회전을 통해 경계층의 마찰력을 통해 공기의 흐름을 생성하여, 기존 공기를 밀어내는 프로펠러 방식에 비해 소음을 저감하며, 송풍 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 임펠러를 이용한 타워형 선풍기의 정면도,
도 2는 도 1의 배면도,
도 3은 도 1의 종단면도,
도 4는 도 3의 디스크의 평면도,
도 5는 도 4의 복수의 디스크의 조립 관계를 도시한 부분 확대 단면도,
도 6은 도 3의 임펠러 홀더의 사시도,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스크 임펠러를 이용한 타워형 선풍기의 종단면도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하며, 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일 부호를 사용하여 대표적으로 일 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 일 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 5에는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 임펠러를 이용한 타워형 선풍기가 도시되어 있다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 임펠러를 이용한 타워형 선풍기(10)는 하우징(11)과, 디스크 임펠러(21)와, 회전축(41)과, 임펠러 홀더(51)와, 구동 모터(61)를 포함한다.

하우징(11)은 속이 빈 밀폐된 통 형상을 가진다.

하우징(11)의 배면에는 공기가 흡입되는 3개의 흡입부(13)가 간격을 두고 형성되어 있다. 여기서, 흡입부(13)의 수량은 이에 한정되지 않고 하나 이상 마련될 수도 있다.

하우징(11)의 정면에는 흡입부(13)로 유입된 공기가 토출되는 하나의 토출부(15)가 형성되어 있다. 토출부(15)는 하우징(11)의 정면 중앙에 하우징(11)의 높이방향으로 장방형으로 형성되어 있다.

하우징(11)의 내측에는 흡입부(13)와 토출부(15)를 연통하는 연통로(17)가 형성되어 있다. 연통로(17)는 하우징(11)의 높이방향을 따라 형성되고, 흡입부(13)로부터 유입되어 토출부(15)로 토출되는 공기의 유동 통로 역할을 한다.

디스크 임펠러(21)는 복수의 디스크(23)로 이루어진다. 복수의 디스크(23)는 원반형상을 가지며, 하우징(11) 내에 간격을 두고 수용된다. 각 디스크(23)의 중앙에는 관통공(25)이 형성되어 있으며, 이 관통공(25)에는 회전축(41)이 관통 결합된다.

한편, 디스크 임펠러(21)를 구성하는 디스크(23)는 디스크(23)의 일측 판면으로부터 돌출된 복수의 가이드 베인(31)을 포함한다. 가이드 베인(31)은 나선형의 형상으로 돌출되어, 연통로(17)를 유동하는 공기를 디스크(23)의 판면을 따라 유동시켜 토출부(15)로 배출되도록 안내하는 역할을 한다. 또한, 가이드 베인(31)을 마련함으로써, 디스크(23)의 판면을 따라 공기 유동시 캐비테이션의 발생이 최소화되어, 소음을 저감할 수 있게 된다.

또한, 상호 인접하게 배치되는 한 쌍의 디스크(23) 중 어느 하나에는, 나머지 디스크(23)를 향해 결합 돌기(33)가 돌출 형성되어 있다. 결합 돌기(33)는 디스크(23)의 가이드 베인(31)에 마련되어 있다. 여기서, 결합 돌기(33)는 디스크(23)의 판면에 형성될 수도 있다. 그리고, 상호 인접하게 배치되는 한 쌍의 디스크(23) 중 다른 하나에는 결합 돌기(33)가 끼움 결합되는 결합 홈(35)이 함몰 형성되어 있다.

이와 같이, 상호 인접하게 배치되는 한 쌍의 디스크(23)를 결합 돌기(33)와 결합 홈(35)에 끼움 결합하며 적층함으로써, 디스크(23)가 고속으로 회전하더라도 각 디스크(23)가 서로 분리되지 않고 형상을 유지하며 안정적으로 회전할 수 있게 된다.

여기서, 복수의 디스크(23)의 결합 돌기(33)와 결합 홈(35)의 위치를 편위시켜, 복수의 디스크(23) 적층시 각 디스크(23)의 외곽이 비스듬하게 돌출하며 적층됨으로써, 공기의 유입 효율을 향상시킬 수도 있다.

한편, 디스크 임펠러(21)의 송풍량을 늘리기 위해서는 적절한 디스크(23)의 적층 개수를 선택하는 것이 바람직하다. 즉, 단순히 디스크(23)를 다량으로 적층하는 것으로는 회전축(41)의 관통공(25)을 통해 충분한 공기를 공급하기 어렵기 때문에, 도 3에 도시된 바와 같이 디스크 임펠러(21)를 다단으로 구획함으로써, 송풍 능력을 향상시킬 수 있게 된다. 본 실시예에서는, 4개의 디스크 임펠러(21)가 흡입부(13)에 대응하는 간격을 두고 회전축(41)을 따라 간격을 두고 배치되어 있다. 여기서, 디스크 임펠러(21)의 수량은 이에 한정되지 않고 하나 이상 마련될 수 있다.

회전축(41)은 일정 길이의 봉 형상을 가진다. 회전축(41)은 하우징(11)의 연통로(17)에 하우징(11)의 높이방향을 따라 예컨대, 하우징(11)의 바닥에 대해 기립하며 설치된다. 회전축(41)은 임펠러 홀더(51)에 결합되어 임펠러 홀더(51)를 회전시킨다. 또한 회전축(41)은 디스크 임펠러(21)를 구성하는 복수의 디스크(23)의 관통공(25)에 관통한다.

임펠러 홀더(51)는 회전축(41)이 결합되며, 디스크 임펠러(21)의 단부를 회전축(41)에 지지한다.

임펠라 홀더(51)는 도 6에 도시된 바와 같이, 원반 형상의 홀더 본체(53)를 가진다.

홀더 본체(53)의 중앙에는 회전축(41)이 결합되는 축 결합공(55)이 관통 형성되어 있다.

또한, 홀더 본체(53)에는 축 결합공(55)의 둘레를 따라 유동공(57)이 관통 형성되어 있다. 유동공(57)에는 연통로(17)를 유동하는 공기가 유동한다.

그리고, 홀더 본체(53)에는 유동공(57)의 둘레를 따라 체결공(59)이 관통 형성되어 있다. 체결공(59)에는 홀더 본체(53)를 디스크 임펠러(21)에 지지하기 위한 체결수단(미도시)으로서 볼트 등이 체결된다.

이에 따라, 본 실시예에서는 4개의 디스크 임펠러(21)의 양단부에 각각, 한 쌍의 임펠러 홀더(51)가 결합됨과 동시에, 각 임펠러 홀더(51)는 회전축(41)에 결합된다.

이로써, 회전축(41)이 회전함에 따라, 각 임펠러 홀더(51)와 디스크 임펠러(51)는 함께 회전을 하게 된다.

구동 모터(61)는 하우징(11)의 저부에 마련되고, 회전축(41)과 직결되어 회전축(41)을 회전시킨다. 구동 모터(61)는 고속 회전과 저소음을 구현할 수 있는 BLDC 모터를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 도시되어 있지 않지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 임펠러를 이용한 타워형 선풍기(10)는 전원버튼, 풍량조절 버튼, 풍향조절버튼, 타이머 등이 부착될 수 있으며, 터치센서 등으로도 작동할 수도 있다. 그리고, 무선 리모컨으로 작동시킬 수도 있다.

이러한 구성에 의하여, 하우징(11)의 흡입부(13)로 흡입되는 공기는 연통로(17)와 임펠러 홀더(51)의 유동공(57)을 거쳐 디스크 임펠러(21)로 유입된다.

디스크 임펠러(21)의 인접하는 한 쌍의 디스크(23) 사이로 유입된 공기는 디스크(23)의 회전 방향에 따라 회오리처럼 회전하면서 디스크(23)의 외곽으로 가속화하며 이동하여, 하우징(11)의 토출부(15)를 통해 하우징(11)의 외부로 토출된다.

또한, 각 디스크(23)의 일측 판면에 마련된 가이드 베인(31)에 의해, 각 디스크(23)의 판면을 따라 회전하고 있는 공기는 토출부(15)로 균일하게 분사된다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 임펠러를 이용한 타워형 선풍기(10)는, 복수의 디스크(23)가 일정한 간극으로 여러 장이 적층되어 있고, 고속 회전을 통해 경계층의 마찰력을 통해 공기의 흐름을 생성하여, 소음을 저감하며, 송풍 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 도 7에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스크 임펠러를 이용한 타워형 선풍기가 도시되어 있다.

도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스크 임펠러를 이용한 타워형 선풍기(10′)는 전술한 일 실시예와 달리, 하우징(11)의 흡입부(13)에 착탈하는 모듈(71)이 마련되어 있다.

모듈(71)은 하우징(11) 내로 유입되는 공기를 가열하는 히터를 수용하거나, 또는 하우징(11) 내로 유입되는 공기를 정화하는 필터를 수용하거나, 또는 히터와 필터가 함께 수용할 수 있다.

이로써, 하우징(11)의 흡입부(13)에 모듈(71)을 선택적으로 장착함으로써, 하우징(11) 내로 유입되는 공기를 가열, 또는 정화, 또는 가열과 정화를 동시에 행할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스크 임펠러를 이용한 타워형 선풍기(10′)는 히터가 수용된 모듈(71)을 흡입부(13)에 장착한 경우, 소음을 저감하며, 송풍 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 온풍기로 사용할 수 있게 된다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스크 임펠러를 이용한 타워형 선풍기(10′)는 필터가 수용된 모듈(71)을 흡입부(13)에 장착한 경우, 소음을 저감하며, 송풍 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 공기청정기로 사용할 수 있게 된다.

여기서, 본 실시예에서는 모듈(71)이 하우징(11)의 흡입부(13)에 착탈가능하게 마련되는 것으로 도시되어 있지만 이에 한정되지 않고, 도시되어 있지 않지만 모듈(71)은 하우징(11)의 토출부(15)에 착탈가능하게 마련될 수도 있다.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 복수의 디스크가 일정한 간극으로 여러 장이 적층되어 있고, 고속 회전을 통해 경계층의 마찰력을 통해 공기의 흐름을 생성하여, 소음을 저감하며, 송풍 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명은, 종래와 같이 디스크의 간격을 유지하기 위한 부싱을 가이드 베인으로 대체하고, 가이드 베인을 포함한 디스크 금형으로 제작하여 종래의 부싱 및 볼트 등의 연결을 위한 별도 부속이 필요하지 않으므로, 제조 원가를 절감할 수 있게 된다. 또한, 각 디스크에 형성된 가이드 베인은 유체의 흐름을 더욱 효과적이게 하여, 종래보다 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10,10′ : 타워형 선풍기 11 : 하우징
13 : 흡입부 15 : 토출부
21 : 디스크 임펠러 23 : 디스크
25 : 관통공 31 : 가이드 베인
33 : 결합 돌기 35 : 결합 홈
41 : 회전축 51 : 임펠러 홀더
61 : 구동 모터 71 : 모듈

Claims

공기가 흡입되는 흡입부와, 상기 흡입부로 유입된 공기가 토출되는 토출부와, 상기 흡입부와 상기 토출부를 연통하는 연통로가 형성된 하우징;
중앙에 관통공이 형성된 복수의 디스크가 상기 하우징 내에 간격을 두고 적층된 디스크 임펠러;
상기 디스크 임펠러의 관통공을 관통하며, 상기 연통로에 회전가능하게 배치되는 회전축;
상기 회전축이 결합되며, 상기 디스크 임펠러의 단부를 상기 회전축에 지지하는 한 쌍의 임펠러 홀더; 및
상기 회전축을 회전시키는 구동 모터를 포함하는, 디스크 임펠러를 이용한 타워형 선풍기.
제1항에 있어서,
상기 디스크의 일측 판면으로부터 돌출되어, 상기 회전축부의 배출공으로부터 상기 디스크의 판면을 따라 유동하여 상기 토출부로 배출되는 공기의 유동을 안내하는 하나 이상의 가이드 베인을 더 포함하는, 디스크 임펠러를 이용한 타워형 선풍기.
제2항에 있어서,
상기 가이드 베인은 나선형의 형상을 갖는, 디스크 임펠러를 이용한 타워형 선풍기.
제1항에 있어서,
상호 인접하게 배치되는 한 쌍의 디스크 중 어느 하나로부터 나머지 디스크를 향해 돌출된 결합 돌기; 및
상기 한 쌍의 디스크 중 다른 하나에 함몰 형성되어, 상기 결합돌기가 끼움 결합되는 결합홈을 더 포함하는, 디스크 임펠러를 이용한 타워형 선풍기.
제4항에 있어서,
상기 결합 돌기는 상기 디스크의 가이드 베인에 마련되는, 디스크 임펠러를 이용한 타워형 선풍기.
제1항에 있어서,
상기 임펠러 홀더는,
원반 형상의 홀더 본체;
상기 홀더 본체의 중앙에 관통 형성되어, 상기 회전축이 결합되는 축 결합공;
상기 축 결합공의 둘레를 따라 상기 홀더 본체에 관통 형성되어, 상기 연통로를 유동하는 공기가 유동하는 유동공; 및
상기 유동공의 둘레를 따라 상기 홀더 본체에 관통 형성되어, 상기 홀더 본체를 상기 디스크 임펠러에 지지하는 체결수단이 결합되는 체결공을 포함하는, 디스크 임펠러를 이용한 타워형 선풍기.
제1항에 있어서,
상기 하우징 내로 유입되는 공기를 가열하는 히터를 수용하거나, 또는 상기 하우징 내로 유입되는 공기를 정화하는 필터를 수용하거나, 또는 상기 히터와 상기 필터를 함께 수용하며, 상기 흡입부 또는 상기 토출부에 착탈가능하게 마련되는 모듈을 더 포함하는, 디스크 임펠러를 이용한 타워형 선풍기.