KR20190071109A

KR20190071109A - 축류타입 양방향 송풍 팬

Info

Publication number: KR20190071109A
Application number: KR1020170171856A
Authority: KR
Inventors: 양성진; 이명성; 김주한
Original assignee: 전자부품연구원
Priority date: 2017-12-14
Filing date: 2017-12-14
Publication date: 2019-06-24
Also published as: WO2019117476A1

Abstract

축류타입 양방향 송풍 팬이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 양방향 송풍기는, 회전축의 회전에 연동하여 회전하는 제1 기어, 제1 기어에 연동하여 회전하는 허브, 허브에 장착되며 제1 기어에 연동하여 회전하는 제2 기어, 제2 기어에 고정 결합된 팬 블레이드를 포함한다. 이에 의해, 송풍기 회전축의 회전 방향에 따라 자동으로 팬 블레이드의 각도를 변경하여, 하나의 송풍기를 이용하여 최상의 송풍 효율로 유체를 양방향으로 송풍할 수 있게 된다.

Description

축류타입 양방향 송풍 팬{Axial Type Bi-Directional Flow Fan}

본 발명은 유체의 흐름을 유도하는 송풍기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 양방향으로 회전하여 유체의 흡입과 배출이 모두 가능한 양방향 송풍기에 관한 것이다.

일반적으로 송풍기는 단방향으로, 유체 흐름 방향은 흡입 또는 배출 방향이다. 따라서, 유체의 흡입과 배출이 모두 필요한 시설에는 흡입용 송풍기와 배출용 송풍기 2대를 설치하여야 한다.

송풍기의 회전축을 역방향으로 회전시키면 작업 유체의 흐름 방향을 반대로 바꿀 수 있다. 즉, 송풍기에 의한 유체 흐름이 흡입 방향인 경우, 송풍기를 역방향으로 회전시키면 유체가 배출되는 방향으로 바뀐다.

하지만, 도 1에 도시된 바와 같이, 송풍기 팬의 블레이드 곡면은 유체 역학적으로 한 방향으로 최적화 되어 있다. 따라서, 회전 방향을 바꾸는 경우, 유체의 송풍 효율은 상당히 저하되는 문제가 있다.

이는, 양방향 송풍기의 구현을 불가능하게 하는 요인으로 작용하는 바, 이를 해소시킬 수 있는 방안의 모색이 요청된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 하나의 송풍기를 이용하여 최상의 송풍 효율로 유체를 양방향으로 송풍하기 위한 방안으로, 송풍기 회전축의 회전 방향에 따라 자동으로 팬 블레이드의 각도를 변경하는 축류타입 양방향 송풍기를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 양방향 송풍기는, 회전축의 회전에 연동하여 회전하는 제1 기어; 제1 기어에 연동하여 회전하는 허브; 허브에 장착되며, 제1 기어에 연동하여 회전하는 제2 기어; 제2 기어에 고정 결합된 팬 블레이드;를 포함한다.

그리고, 배기 모드에서, 제1 기어에 의해 제2 기어가 제1 방향으로 회전할 수 있다.

또한, 흡기 모드에서, 제1 기어에 의해 제2 기어가 제1 방향가 반대인 제2 방향으로 회전할 수 있다.

그리고, 제2 기어의 회전각은, 허브에 대한 제1 기어의 회전 제한에 의해 제한될 수 있다.

또한, 허브에 대한 제1 기어의 회전은, 제1 기어에 형성된 돌출부와 돌출부가 끼워지는 허브에 형성된 요부에 의해 제한될 수 있다.

그리고, 허브에 대한 제1 기어의 회전이 제한되면, 제1 기어의 회전에 의해 허브가 회전할 수 있다.

또한, 제2 기어의 회전각은, 180°일 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 양방향 송풍 방법은, 제1 기어가, 회전축의 회전에 연동하여 회전하는 단계; 허브에 장착되며 팬 블레이드가 고정 결합된 제2 기어가, 제1 기어에 연동하여 회전하는 단계; 및 허브가, 제1 기어에 연동하여 회전하는 단계;를 포함한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 송풍기 회전축의 회전 방향에 따라 자동으로 팬 블레이드의 각도를 변경하여, 하나의 송풍기를 이용하여 최상의 송풍 효율로 유체를 양방향으로 송풍할 수 있게 된다.

도 1은 일반적인 송풍기 팬의 입체도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 축류타입 양방향 송풍 팬의 입체도,
도 3은, 도 2에 도시된 축류타입 양방향 송풍 팬의 팬 블레이드 허브와 베벨기어의 부분에 대한 분해 사시도,
도 4는 회전축의 입체도,
도 5는 베벨기어의 정면도와 요부 단면도,
도 6은 피니언 베벨기어와 베벨기어의 맞물림 상태를 도시한 도면,
도 7은 팬 블레이드 허브의 입체도,
도 8은 팬 블레이드 허브의 정면도와 요부 단면도,
도 9는, 도 2에 도시된 축류타입 양방향 송풍 팬의 팬 블레이드 허브와 팬 블레이드의 부분에 대한 분해 사시도,
도 10은 피니언 베벨기어의 정면도,
도 11은 정착 덮개의 평면도와 요부 단면도, 그리고,
도 12는 팬 블레이드의 입체도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 축류타입 양방향 송풍 팬의 입체도이고, 도 3은 도 2에 도시된 축류타입 양방향 송풍 팬의 팬 블레이드 허브(20)와 베벨기어(50)의 부분에 대한 분해 사시도이다.

본 발명의 실시예에 따른 축류타입 양방향 송풍 팬은, 송풍기 회전축의 회전 방향에 따라 팬 블레이드(10)가 자동으로 180°회전하여 작업유체가 최적의 상태로 송풍되도록 구성되었다.

이를 테면, '송풍기의 회전축이 시계 방향으로 회전하여 유체를 배출하는 경우 팬 블레이드(10)의 각도'와 '송풍기의 회전축이 반시계 방향으로 회전하여 유체를 흡입하는 경우 팬 블레이드(10)의 각도'는 "180°차이"가 있다.

도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 팬 블레이드(10)는 피니언 베벨기어(30)의 팬 블레이드 결합 나사부(33)에 의해 피니언 베벨기어(30)에 결합되고, 베벨기어(50)는 도 4에 도시된 회전축(3)의 베벨기어 결합부(5)에 끼워져 회전축 나사부(6)에 의해 팬 블레이드 허브(20)에 결합된다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 팬 블레이드 허브(20)에는 피니언 베벨기어(30)가 장착되고, 피니언 베벨기어(30)에는 베벨기어(50)가 맞물린다. 그리고, 베벨기어(50)는 회전축(3)에 의해 회전된다.

도 5는, 도 2와 도 3에 도시되어 있는 베벨기어(50)의 정면도와 요부 단면도이다. 도 5에 도시된 베벨기어(50)의 구조에 따르면, 피니언 베벨기어(30)와 베벨기어(50)는 도 6에 도시된 상태로 맞물리게 될 것임을 짐작할 수 있다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 베벨기어(50)에는 돌출부(52)가 끼워 맞춤구멍(51)을 대칭으로 2개가 형성되어 있다. 돌출부(52)는 볼트와 너트의 결합으로 생성할 수 있다.

도 7은 팬 블레이드 허브(20)의 입체도이고, 도 8은 팬 블레이드 허브(20)의 정면도와 요부 단면도이다.

도 7과 도 8에 도시된 바와 같이, 팬 블레이드 허브(20)에는 베벨기어(50)의 돌출부(52)에 대향하는 영역에 부채꼴 호 형상의 요부(Groove,25)가 형성되어 있다. 베벨기어(50)의 돌출부(52)와 마찬가지로, 팬 블레이드 허브(20)의 요부(25)도 끼워 맞춤구멍(21)을 중심으로 2개가 대칭을 이룬다.

베벨기어(50)의 돌출부(52)는 팬 블레이드 허브(20)의 요부(25)에 끼워지며, 베벨기어(50)의 끼워 맞춤구멍(51)은 회전축(3)의 베벨기어 결합부(5)에 끼워지고, 회전축(3)의 나사부(6)가 너트로 조여져서, 베벨기어(50)는 회전축(3)에 고착된다.

이에 따라, 베벨기어(50)가 시계방향/반시계방향으로 회전하면, 이에 연동하여 피니언 베벨기어(30)가 반시계방향/시계방향으로 회전하는데, 베벨기어(50)의 요부(25)에 의해 베벨기어(50)와 피니언 베벨기어(30) 모두 회전은 제한적이다.

본 발명의 실시예에서, 요부(25)의 길이는 피니언 베벨기어(30)가 180° 회전할 수 있도록 하는 길이로 구현된다. 베벨기어(30)의 돌출부(52)가 팬 블레이드 허브(20)의 요부(25)의 끝 부분에 이르면 베벨기어(30)는 팬 블레이드의 허브(20) 전체를 회전시키므로, 피니언 베벨기어(30)는 더 이상 회전하지 않는다.

또한, 베벨기어(50)가 반대 방향으로 회전하면, 팬 블레이드 허브(20)의 요부(25)를 따라 회전 초기에 피니언 베벨기어(30)가 반대 방향으로 180°회전하며, 이후에는 팬 블레이드의 허브(20) 전체가 회전되므로, 피니언 베벨기어(30)는 더 이상 회전하지 않는다.

도 9는, 도 2에 도시된 축류타입 양방향 송풍 팬의 팬 블레이드 허브(20)와 팬 블레이드(10)의 부분에 대한 분해 사시도이다. 그리고, 도 7과 도 8은 팬 블레이드 허브(20)에 대한 도면들, 도 10은 피니언 베벨기어(30)의 정면도, 도 11은 정착 덮개(40)의 평면도와 요부 단면도, 도 12는 팬 블레이드(10)의 입체도이다.

도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 피니언 베벨기어(30)는 팬 블레이드 허브(20)에 형성되어 있는 피니언 베벨기어 장착부(22)에 장착된다. 구체적으로, 피니언 베벨기어(30)의 안쪽 축(31)이 팬 블레이드 허브(20)의 베어링(23)에 끼워진다.

그리고, 정착 덮개(40)의 고착구멍을 피니언 베벨기어(30)의 바깥 쪽 축(32)에 끼운 상태에서, 볼트를 정착 덮개(40)의 볼트 구멍(42)을 통해 팬 블레이드 허브(20)의 나사부(24)에 결합함으로써, 피니언 베벨기어(30)를 팬 블레이드의 허브(20)의 피니언 베벨기어 장착부(22)에서 회전가능하도록 결합시킬 수 있다.

팬 블레이드(10)는, 정착 덮개(40)의 하부에서 정착 덮개(40)의 고착구멍을 통과하여 돌출되는 피니언 베벨기어(30)의 나사부(33)에 팬 블레이드(10)의 밑 부분(12)에 형성된 고착구멍(11)이 끼워진 상태에서, 나사부(33)에 너트를 결합함으로써, 피니언 베벨기어(30)에 고정 결합된다.

이에 따라, 팬 블레이드(10)는 피니언 베벨기어(30)의 회전에 연동하여 회전한다. 그리고, 피니언 베벨기어(30)에 맞물린 베벨기어(50)는 회전축(3)의 베벨기어 결합부(5)에 끼워져 회전하고, 피니언 베벨기어(30)가 장착된 팬 블레이드 허브(20)는 회전축(3)의 허브 결합부(4)에 끼워져 회전한다.

이와 같은 메커니즘에 의해, 송풍기가 배기 모드로 동작하여, 회전축(3)이 시계 방향으로 회전하면, 팬 블레이드(10)가 반시계방향으로 180°회전하고, 이후 팬 블레이드(10)가 고정된 상태로 팬 블레이드 허브(20)가 시계방향으로 회전하게 된다.

반면, 송풍기가 흡기 모드로 동작하여, 회전축(3)이 반시계 방향으로 회전하면, 팬 블레이드(10)가 시계방향으로 180°회전하고, 이후 팬 블레이드(10)가 고정된 상태로 팬 블레이드 허브(20)가 반시계방향으로 회전하게 된다.

지금까지, 축류타입 양방향 송풍 팬에 대해, 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하여다.

본 발명의 실시예에 따른, 축류타입 양방향 송풍 팬은 송풍 방향에 따라 자동으로 팬 블레이드(10)를 높은 송풍 효율의 각도로 회전되도록 하는 메커니즘을 제시하였다.

이에, 팬 블레이드가 유체역학적인 곡면이 단방향에 대해서만 최적의 송풍 효율로 설정되어 있어 양방향 송풍에 부적합하다는 결함을, 본 발명의 실시예를 통해 해소시킬 수 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

3 : 회전축
10 : 팬 블레이드
20 : 팬 블레이드 허브
30 : 피니언 베벨기어
40 : 정착 덮개
50 : 베벨기어

Claims

회전축의 회전에 연동하여 회전하는 제1 기어;
제1 기어에 연동하여 회전하는 허브;
허브에 장착되며, 제1 기어에 연동하여 회전하는 제2 기어;
제2 기어에 고정 결합된 팬 블레이드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 송풍기.
청구항 1에 있어서,
배기 모드에서,
제1 기어에 의해 제2 기어가 제1 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 양방향 송풍기.
청구항 2에 있어서,
흡기 모드에서,
제1 기어에 의해 제2 기어가 제1 방향가 반대인 제2 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 양방향 송풍기.
청구항 1에 있어서,
제2 기어의 회전각은,
허브에 대한 제1 기어의 회전 제한에 의해 제한되는 것을 특징으로 하는 양방향 송풍기.
청구항 4에 있어서,
허브에 대한 제1 기어의 회전은,
제1 기어에 형성된 돌출부와 돌출부가 끼워지는 허브에 형성된 요부에 의해 제한되는 것을 특징으로 하는 양방향 송풍기.
청구항 5에 있어서,
허브에 대한 제1 기어의 회전이 제한되면,
제1 기어의 회전에 의해 허브가 회전하는 것을 특징으로 하는 양방향 송풍기.
청구항 4에 있어서,
제2 기어의 회전각은,
180°인 것을 특징으로 하는 양방향 송풍기.
제1 기어가, 회전축의 회전에 연동하여 회전하는 단계;
허브에 장착되며 팬 블레이드가 고정 결합된 제2 기어가, 제1 기어에 연동하여 회전하는 단계; 및
허브가, 제1 기어에 연동하여 회전하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 송풍 방법.