KR20200123041A

KR20200123041A - 팬 모터

Info

Publication number: KR20200123041A
Application number: KR1020200094045A
Authority: KR
Inventors: 양기엽; 이정호; 최중근; 조성호
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2019-04-19
Filing date: 2020-07-28
Publication date: 2020-10-28
Anticipated expiration: 2039-04-19
Also published as: KR102482413B1

Abstract

팬 모터는 모터와, 임펠러와, 하우징과, 디퓨져를 포함하고, 디퓨져는 디퓨져 바디의 외면에 복수개 사류형 베인이 구비되며, 모터는 내부에 모터 공간이 형성되고 디퓨져와 하우징 사이를 통과한 공기를 안내하는 이너 가이드와; 모터 공간에 수용된 스테이터 및 로터를 포함하고, 이너 가이드는 디퓨져 및 하우징 각각과 이격되고 모터 공간이 형성된 중공 바디와; 중공 바디의 외면에 구비되고 공기 유동 방향으로 샤류형 베인 이후에 위치되는 축류형 베인을 포함하고, 중공 바디와 상기 디퓨져의 사이에는 상기 사류형 베인에 안내된 공기의 일부가 통과하는 틈이 형성되고, 모터 공간은 상기 틈을 통과한 유입된 공기가 통과하는 내측 유로를 형성하고, 중공 바디의 외면과 상기 하우징 사이에는 외측 유로가 형성되며, 디퓨져를 통과한 공기는 틈에서 분기되어 내측 유로와 외측 유로의 각각을 통과한 후 배기된다.

Description

팬 모터{Fan Motor}

본 발명은 팬 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공기를 안내하는 베인을 갖는 팬 모터에 관한 것이다.

팬 모터는 청소기나 헤어 드라이기 등의 전기기기에 설치되어 공기 유동을 발생시킬 수 있다.

이러한 팬 모터는 모터와, 모터에 의해 회전되어 공기를 유동시킬 수 있는 팬(블로워 또는 임펠러)을 포함할 수 있다.

팬 모터는 청소기 등의 가전기기에 설치될 경우, 공기를 먼지 집진부로 흡인시키는 흡입력을 발생할 수 있다.

팬 모터는 헤어 드라이기 등의 가전기기에 설치될 경우, 공기를 히터를 압송하는 송풍력을 발생할 수 있다.

이러한 팬 모터의 일예는 모터 하우징과, 모터 하우징에 설치된 스테이터와, 스테이터에 의해 회전되는 로터와, 로터가 장착된 회전축을 포함할 수 있다. 팬 모터의 회전축은 적어도 하나의 베어링에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있고, 회전축은 베어링에 지지된 상태에서 고속으로 회전될 수 있다.

팬 모터는 그 내부의 온도가 상승될 경우, 성능이 저하될 수 있고, 팬 모터 내부의 온도는 과열되지 않게 유지되는 것이 바람직하다.

상기 팬 모터는 임펠러에서 유동된 후 팬 모터 외부로 배기된 공기를 팬 모터의 내부로 흡입하여 스테이터 및 로터를 방열시키는 것이 가능하고, 이러한 팬 모터의 일 예는 대한민국 등록특허공보 10-1924591 B1(2018년12월03일 공고)에 개시되어 있다.

상기 팬 모터는 내부에 공간이 형성된 이너 하우징과; 임펠러의 외둘레 및 이너 하우징의 외둘레를 둘러싸는 아우터 하우징을 포함하

고, 이너 하우징의 외둘레면과 아우터 하우징의 내둘레면 사이에 임펠러에서 송풍된 에어가 에어토출구로 토출되게 안내하는 에어 통로가 형성된다. 그리고, 이너 하우징에 이너 하우징의 외부를 상기 공간과 연통시키는 제1개구부가 형성되며, 상기 공간과 상기 에어통로를 연통시키는 적어도 하나의 제2개구부가 형성된다.

상기 팬모터는 팬 모터의 외부 공기가 제1개구부를 통해 공간으로 유입되어 스테이터 및 로터를 방열시킬 수 있고, 상기 공간을 통과한 공기는 제2개구부를 통해 에어 통로로 유동될 수 있으며, 임펠러에서 에어통로로 유동된 공기와 혼합될 수 있다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술에 따른 팬 모터는 팬 모터의 에어토출구로 토출된 공기가 제1개구부를 통해 이너 하우징 내부로 환류되므로, 팬 모터의 주변에 이러한 에어의 환류를 위한 별도의 여유 공간이 필요하고, 팬 모터 주변의 공간 활용도가 낮다.

대한민국 등록특허공보 10-1924591 B1(2018년12월03일 공고)

본 발명은 공기가 통과하는 유로의 손실을 최소화하면서 냉각 성능이 향상된 팬 모터를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 컴팩트화가 가능한 팬 모터를 제공하는데 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 팬 모터는 모터의 외측에 위치하는 하우징과 모터의 사이에 공기가 통과할 수 있는 유로가 형성되고, 임펠러에서 유동된 공기가 하우징과 모터의 사이에 형성된 유로를 통과하면서 모터를 냉각할 수 있다.

상기 모터는 상기 유로에 위치되는 베인을 더 포함하고, 이러한 베인은 하우징의 내부에서 공기를 안내할 수 있다.

상기 팬 모터는 복수개 제1베인과, 복수개 제2베인를 포함할 수 있고, 상기 복수개 제2베인은 공기 유동 방향으로 복수개의 제1베인 이후에 위치될 수 있다.

상기 복수개의 제1베인은 임펠러에서 유동된 공기를 안내하는 디퓨져에 형성될 수 있고, 상기 복수개의 제2베인은 모터의 외면에 구비될 수 있다.

상기 복수개 제1베인의 각각은 사류형 베인일 수 있다. 상기 복수개 제2베인의 각각은 축류형 베인일 수 있다.

상기 사류형 베인은 소정 각도 경사지게 형성될 수 있다. 상기 사류형 베인은 리딩 에지와 트레일링 에지를 포함할 수 있다. 상기 사류형 베인의 리딩에지와 상기 회전축 사이의 거리는 상기 사류형 베인의 트레일링 에지와 상기 회전축 사이의 거리 보다 짧을 수 있다. 상기 사류형 베인은 리딩 에지와 트레일링 에지 사이가 전체적으로 굽은 형상으로 형성될 수 있다. 상기 사류형 베인은 상기 축류형 베인을 향해 볼록하게 굽은 호 형상일 수 있다.

상기 사류형 베인 각각은 그 트레일링 에지와 가까워질수록 인접한 타 사류형 베인과 점차 멀어지게 형성될 수 있다. 즉, 인접한 사류형 베인들의 트레일링 에지 사이의 거리는 리딩 에지 사이의 거리 보다 길 수 있다.

상기 사류형 베인은 리딩 에지와 트레일링 에지를 있는 한 쌍의 안내면을 포함할 수 있다. 상기 한 쌍의 안내면 중 일면은 상기 임펠러의 외면을 향할 수 있고, 상기 한 쌍의 안내면 중 타면은 상기 축류형 베인을 향할 수 있다. 이러한 한 쌍의 안내면 각각은 상기 축류형 베인을 향해 볼록한 형상으로 형성될 수 있다.

상기 축류형 베인은 리딩 에지와 트레일링 에지를 포함할 수 있고, 상기 축류형 베인의 리딩에지와 상기 회전축 사이의 거리는 상기 축류형 베인의 트레일링 에지와 상기 회전축 사이와 동일할 수 있다. 상기 축류형 베인은 리딩 에지와 트레일링 에지의 사이가 전체적으로 굽은 형상으로 형성될 수 있다. 상기 축류형 베인은 상기 사류형 베인을 향해 볼록하게 굽은 호 형상일 수 있다.

상기 축류형 베인 각각은 그 트레일링 에지와 가까워질수록 인접한 타 축류형 베인과 점차 멀어질 수 있다. 즉, 인접한 축류형 베인들의 트레일링 에지 사이의 거리는 리딩 에지 사이의 거리 보다 길 수 있다.

상기 축류형 베인은 리딩 에지와 트레일링 에지를 있는 한 쌍의 안내면을 포함할 수 있다. 상기 한 쌍의 안내면 중 일면은 상기 사류형 베인을 향할 수 있고, 상기 한 쌍의 안내면 중 타면은 공기토출구을 향할 수 있다. 이러한 한 쌍의 안내면 각각은 상기 사류형 베인을 향해 볼록한 형상으로 형성될 수 있다.

상기 사류형 베인의 곡률은 상기 축류형 베인의 곡률 보다 작을 수 있다.

상기 사류형 베인의 리딩에지와 트레일링 에지 사이의 길이는 상기 축류형 베인의 리딩에지와 트레일링 에지 사이의 길이 보다 짧을 수 있다.

상기와 같은 사류형 베인은 공기의 유동방향을 급격히 바꾸지 않고,상기 임펠러에서 발생된 선회 유동의 자연스러운 유동을 적정하게 유지하면서 정압을 효율적으로 상승시킬 수 있다.

상기 축류형 베인은 정압 상승 정도가 상기 사류형 베인 보다 작을 수 있고, 상기 사류형 베인에 의해 안내된 공기의 선회 유동 방향을 최대한 축 방향으로 유도하게 형성될 수 있다. 이 경우, 공기가 팬 모터 내부에서 장시간 선회하는 것을 최소화할 수 있고, 상기 축류형 베인은 공기가 팬 모터 외부로 신속하게 배기되게 도울 수 있다.

이 경우, 상기 임펠러에서 유동된 공기는 상기 모터와 하우징 사이에 형성된 상기 유로와, 상기 모터와 디퓨져 사이에 형성된 상기 틈으로 분산될 수 있다.

상기 유로를 통과하는 공기는 상기 모터의 외측을 통과하면서 상기 모터를 방열할 수 있고, 상기 틈을 통과한 공기는 상기 모터 내부를 통과하면서 상기 모터를 방열할 수 있다.

즉, 팬 모터는 상기 디퓨져 이후에 상기 모터를 방열시킬 수 있는 2개의 유로가 형성될 수 있다. 이러한 2개의 유로는 공기 유동 방향으로 상기 디퓨져 이후 위치에서 상기 중공 바디를 사이에 두고 분지될 수 있다.

상기 팬 모터는 회전축을 회전시키는 모터와; 상기 회전축에 연결된 임펠러와; 상기 임펠러가 회전 가능하게 수용되는 공간이 형성된 하우징과; 상기 임펠러에서 유동된 공기의 정압을 상승시키는 디퓨져를 포함할 수 있다.

상기 디퓨져는 상기 공간에 수용될 수 있다. 상기 디퓨져는 디퓨져 바디의 외면에 복수개 사류형 베인이 구비될 수 있다.

상기 모터는 이너 가이드와, 스테이터 및 로터를 포함할 수 있다.

상기 이너 가이드의 내부에는 모터 공간이 형성될 수 있다. 상기 이너 가이드는 상기 디퓨져와 하우징 사이를 통과한 공기를 안내할 수 있다.

상기 스테이터는 상기 모터 공간에 수용될 수 있다.

상기 로터는 상기 스테이터 내측에 회전 가능하게 수용될 수 있다. 상기 로터는 상기 회전축에 장착될 수 있다.

상기 이너 가이드는 중공 바디와; 복수개 축류형 베인을 포함할 수 있다. .

상기 중공 바디는 상기 디퓨져 및 하우징 각각과 이격될 수 있고, 상기 모터 공간은 상기 중공 바디의 내부에 형성될 수 있다.

상기 복수개 축류형 베인은 상기 중공 바디의 외면에 구비될 수 있다. 상기 복수개 축류형 베인은 상기 중공 바디의 외면과 상기 하우징의 내면 사이에 형성된 유로에 위치될 수 있다.

상기 복수개 축류형 베인은 공기 유동 방향으로 상기 샤류형 베인 이후에 위치될 수 있다.

상기 중공 바디와 상기 디퓨져의 사이에는 상기 사류형 베인에 안내된 공기의 일부가 통과하는 틈이 형성될 수 있다.

상기 모터 공간은 상기 틈을 통과한 유입된 공기가 통과하는 내측 유로를 형성할 수 있다.

상기 중공 바디의 외면과 상기 하우징 사이에는 외측 유로가 형성될 수 있다.

상기 디퓨져를 통과한 공기는 상기 틈에서 분기되어 내측 유로와 외측 유로의 각각을 통과한 후 배기될 수 있다.

상기 복수개 축류형 베인은 상기 중공 바디의 외면에 형성될 수 있고, 상기 외측 유로에 위치될 수 있다.

상기와 같이 구성된 팬 모터는 상기 디퓨져을 통과한 공기 전부가 상기 모터 내부를 통과하는 경우 보다, 유로 손실이 최소화될 수 있고, 상기 디퓨져를 통과한 공기가 보다 신속하게 배기될 수 있다.

상기와 같이 구성된 팬 모터는 상기 디퓨져를 통과한 공기 전부가 상기 모터 내부를 통과하지 않고 외부로 배기될 경우 보다 모터의 냉각 성능이 높을 수 있다.

즉, 본 발명은 디퓨져에 안내된 공기가 내측 유로와 외측 유로로 분산되는 것에 의해 유로 손실을 최소화하면서 효율을 높일 수 있고, 동시에 모터의 과열을 방지하는 것에 의해 효율을 높일 수 있다.

상기 임펠러의 외경은 상기 중공 바디의 내경 보다 작을 수 있다. 상기 임펠러의 외경이 작을 경우, 상기 하우징 중 임펠러의 외둘레를 둘러싸는 부분의 내경 및 외경도 작을 수 있고, 이 경우, 팬 모터는 컴팩트화될 수 있다.

상기 축류형 베인의 개수는 상기 사류형 베인의 개수 보다 많을 수 있다.

상기 중공 바디의 일단은 상기 하우징의 공간에 위치할 수 있고, 축방향으로 상기 디퓨져와 이격될 수 있다. 상기 중공 바디의 일단과 상기 디퓨져의 사이에는 상기 디퓨져에 안내된 공기 중 일부가 상기 모터 공간으로 유입되기 위해 통과하는 틈이 형성될 수 있다.

상기 축류형 베인은 상기 중공 바디의 일단에 더 근접한 리딩 에지와, 상기 중공 바디의 타단에 더 근접한 트레일링 에지를 포함할 수 있다.

상기 축류형 베인은 반경 방향으로 상기 중공 바디의 외둘레에서 돌출된 내측단과, 반경 방향으로 상기 하우징의 내둘레에 접촉되어 고정되는 외측단을 포함할 수 있다.

상기 내측단과 상기 회전축 사이의 반경 방향 거리는 축방향을 따라 상이하지 않고 일정할 수 있다.

상기 중공 바디는 상기 공간에 수용되는 이너 바디와, 상기 공간의 외부에 위치하는 아우터 바디를 포함할 수 있다.

상기 이너 바디는 반경 방향으로 상기 스테이터의 외둘레와 및 하우징의 내둘레 사이에 위치하는 스테이터 방열 영역을 포함할 수 있다.

상기 축류형 베인은 상기 이너 바디의 외둘레와 상기 하우징의 내둘레 사이에 수용될 수 있다.

상기 하우징은 임펠러 하우징부와, 축류형 베인 하우징부 및 사류형 베인 하우징부를 포함할 수 있다.

상기 임펠러 하우징부는 상기 임펠러의 외둘레를 둘러쌀 수 있다.

상기 축류형 베인 하우징부는 상기 축류형 베인과 접촉될 수 있고, 상기 임펠러 하우징부 보다 클 수 있다.

상기 사류형 베인 하우징부는 상기 임펠러 하우징부와 축류형 베인 하우징부를 이을 수 있다. 상기 사류형 베인 하우징부는 상기 디퓨져의 외둘레를 둘러쌀 수 있다.

상기 사류형 베인 하우징부는 축 방향으로 상기 축류형 베인 하우징부와 가까울수록 점차 확장될 수 있다.

상기 축류형 베인 하우징부는 축 방향으로 직경이 동일할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 디퓨져에 안내된 공기가 내측 유로와 외측 유로로 분산되면서, 공기의 신속한 배기 및 모터 방열 각각을 효율적으로 실시할 수 있다.

또한, 임펠러의 외경이 중공 바디의 내경 보다 작게 형성되어, 임펠러 및 임펠러 하우징부의 컴팩트화가 가능하다.

또한, 복수개 축류형 베인이 공기 유동 방향으로 복수개이 사류형 베인 이후에 위치되어, 상기 임펠러에서 발생된 선회 유동의 자연스러운 유동을 유지하면서 정압을 효율적으로 상승시킬 수 있다.

또한, 상기 축류형 베인이 상기 사류형 베인에 의해 안내된 공기의 선회 유동 방향을 최대한 축 방향으로 유도하여, 공기가 팬 모터 내부에서 장시간 선회하는 것을 최소화할 수 있고, 공기가 팬 모터 외부로 신속하게 배기되게 도울 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 팬 모터의 내부가 도시된 단면도,
도 2는 도 1에 도시된 디퓨져의 사시도,
도 3은 도 1에 도시된 이너 가이드의 사시도이다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 팬 모터의 내부가 도시된 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 디퓨져의 사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 이너 가이드의 사시도이다.

팬 모터는 회전축(1)을 회전시키는 모터(M)와, 회전축(1)에 연결된 임펠러(2)와, 임펠러(2)에 의해 유동된 공기의 정압을 상승시키는 디퓨져(3)와; 임펠러(2)가 회전 가능하게 수용되는 공간(S)이 형성된 하우징(4)을 포함할 수 있다.

회전축(1)은 하우징(4)의 내부에 길게 배치될 수 있다. 회전축(1)의 일 예는 회전축(1)의 전부가 하우징(4)의 내부에 수용될 수 있다. 회전축(1)의 다른 예는 회전축(1)의 일부가 하우징(4)의 내부에 수용되고, 회전축(1)의 나머지가 하우징(4)의 외부로 연장될 수 있다.

회전축(1)은 모터(M)의 로터(9)와 연결되어 로터(9)와 함께 회전될 수 있다.

회전축(1)은 적어도 하나의 베어링(11)(12)에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있고, 이러한 베어링(11)(12)은 적어도 하나의 베어링 하우징에 장착될 수 있다. 베어링(11)(12)은 베어링 하우징에 수용 및 지지된 상태에서 회전축(1)을 회전 가능하게 지지할 수 있다.

베어링(11)(12)은 볼 베어링과 롤러 베어링과 니들 베어링 등의 구름 베어링이거나 가스 베어링일 수 있다.

베어링이 구름 베어링일 경우, 구름 베어링은 회전축에 고정된 내륜과, 베어링 하우징에 고정된 외륜과, 내륜과 외륜 사이에 배치된 구름부재를 포함할 수 있다.

베어링이 가스 베어링일 경우, 가스 베어링은 베어링 하우징에 지지되고 회전축(1)과 공극을 갖을 수 있다.

팬 모터는 복수개의 베어링(11)(12)를 포함할 수 있다.

복수개 베어링(11)(12)의 일예는 로터(9)를 사이에 두고 이격되게 배치되는 것이 가능하고, 이 경우, 복수개 베어링(11)(12) 중 어느 하나(11)는 임펠러(2)와 로터(9)의 사이에 위치되게 회전축(1)에 장착될 수 있으며, 복수개 베어링(11)(12) 중 다른 하나(12)는 회전축(1) 중 임펠러(2)의 반대편에 장착될 수 있으며, 로터(9)는 복수개의 베어링(11)(12) 사이에 위치될 수 있다.

이 경우, 모터(M)는 복수개의 베어링(11)(12) 중 어느 하나(11)를 지지하는 제1 베어링 하우징(13)을 포함할 수 있다. 제1베어링 하우징(13)은 하우징(4)에 결합되거나 모터(M) 특히, 모터(M)를 구성하는 후술하는 이너 가이드(5)에 고정될 수 있다.

그리고, 모터(M)는 복수개의 베어링(11)(12) 중 다른 하나(12)를 지지하는 제2베어링 하우징(14)을 포함할 수 있다. 제2 베어링 하우징(14)은 이너 가이드(5)에 형성될 수 있다.

복수개 베어링(11)(12)의 다른 예는 복수개 베어링(11)(12) 각각이 임펠러(2)와 로터(9)의 사이에 위치되게 회전축(1)에 장착되는 것도 가능하다. 복수개 베어링(11)(12)는 축 방향으로 이격되게 회전축(1)에 장착될 수 있다.

이 경우, 모터(M)는 복수개의 베어링(11)(12)을 함께 지지하는 하나의 제1베어링 하우징(13)을 포함할 수 있다. 이 경우, 이너 가이드(5)에는 별도의 제2베어링 하우징(14)이 형성될 필요 없다.

모터(M)는 모터(M)의 내측에 형성되는 내측 유로(P3) 및 모터(M)의 외측에 형성된 외측 유로(P4)에 의해 입체적으로 방열될 수 있고, 이러한 모터(M)에 대해서는 후술하여 상세히 설명한다.

임펠러(2)는 회전축(1)에 연결될 수 있다. 임펠러(2)는 회전축(1)의 회전시 하우징(4)의 내부에서 회전될 수 있다.

임펠러(2)는 다수의 블레이드(21)와, 다수의 블레이드(21)가 돌출된 허브(22)를 포함할 수 있다.

다수의 블레이드(21)는 허브(22)의 외둘레에 돌출되게 형성될 수 있고, 다수의 블레이드(22)는 원주 방향으로 서로 이격되게 형성될 수 있다.

임펠러(2)는 공기를 축방향으로 흡입하여 축방향(L)과 반경 방향(R) 사이의 경사 방향(D)으로 유동시키는 사류형 임펠러일 수 있다.

허브(22)는 입체적 형상으로 형성될 수 있고, 로터(9)와 가까워질수록 그 외경이 점차 증가되는 형상으로 형성될 수 있다. 허브(22)의 외둘레와 하우징(4)의 내둘레 사이에는 공기흡입구(41)로 흡입된 공기를 후술하는 사류형 베인(32)으로 강제 유동시키는 임펠러 유로(P1)이 형성될 수 있다.

팬 모터는 임펠러(2)의 외경(D1)이 작을 경우, 임펠러(2)를 보다 더 고속으로 회전시키기 용이하고, 임펠러(2)의 외경(D1)는 모터(M)의 외경 보다 작게 형성될 수 있다.

임펠러(2)의 외경(D1)은 모터(M)의 외경의 대략 40% 내지 60%일 수 있다.

임펠러(2)의 외경(D1)이 작으면, 팬 모터는 임펠러(2)를 둘러싸는 부분(즉, 임펠러 하우징부(43))의 크기도 줄일 수 있고, 임펠러(2)의 외경(D1)이 작을 경우, 팬 모터는 고속화 및 컴팩트화될 수 있다.

임펠러(2)의 외경(D1)은 모터(M)의 이너 가이드(5)의 내경 특히, 중공 바디(6)의 내경(D2) 보다 작을 수 있다.

여기서, 임펠러(2)의 외경(D1)은 임펠러(2)의 최대 외경으로 정의될 수 있고, 임펠러(2)의 블레이드(21) 중 회전축(1)과 반경 방향으로 가장 거리가 먼 부분과 회전축(1)의 축 중심까지 거리의 2배로 정의될 수 있다.

디퓨져(3)은 하우징(4)의 내부에 위치되게 배치될 수 있다. 디퓨져(3)는 임펠러(2)와 함께 하우징(4)의 공간(S)에 수용될 수 있다.

디퓨져(3)은 임펠러(2)에서 유동된 공기의 동압력을 정압력으로 전환하도록 공기 유동 방향으로 임펠러(2) 이후에 위치될 수 있다. 디퓨져(3)은 디퓨져 바디(31)와, 디퓨져 바디(31)의 외면에 돌출된 복수개 사류형 베인(32)을 포함할 수 있다.

디퓨져 바디(31)는 임펠러(2)와 멀어질수록 크기가 점차 증가되는 형상으로 형성될 수 잇다. 이러한 디퓨져 바디(31)의 대략적인 단면 형상은 사다리꼴 형상이나 사다리꼴과 가까운 형상일 수 있다. 디퓨져 바디(31)의 외둘레면은 하우징(4)의 내둘레면을 향해 볼록한 곡면으로 형성될 수 있다.

도 2를 참조하면, 디퓨져 바디(31)의 외둘레면에서 디퓨져 바디(31)의 축 중심(C)을 향해 연장된 연장선(E1)과 회전축(1)의 축 중심(C) 사이의 제1각도는 예각일 수 있다.

이러한 제1각도는 임펠러(2)에서 유동된 공기의 유동 방향을 결정하는 인자일 수 있다. 상기 제1각도는 40°내지 80°일 수 있다.

상기 제1각도가 80°를 초과할 경우, 디퓨져(3)는 임펠러(2)에서 유동된 공기를 주로 반경 방향(R)으로 안내하는 원심형 디퓨져일 수 있다.

한편, 상기와 같이, 제1각도가 40°내지 80°일 경우, 디퓨져(3)는 임펠러(2)에서 유동된 공기를 축 방향(L)과 반경 방향(R) 사이의 경사 방향(D)으로 안내하는 사류형 디퓨져일 수 있다.

디퓨져 바디(31)의 외경은 하우징(4)의 공기흡입구(41) 보다 크고, 하우징(4)의 최대 외경 보다 작게 형성될 수 있다. 여기서, 디퓨져 바디(31)의 외경은 디퓨져 바디(31)의 최대 외경으로 정의될 수 있다.

디퓨져(3)은 회전축(1)이 관통되는 회전축 관통공(33)이 형성될 수 있다. 회전축 관통공(33)은 디퓨져 바디(31)에 형성될 수 있다.

디퓨져 바디(31)의 외둘레와 하우징(4)의 내둘레 사이에는 임펠러(2)에서 압송된 공기의 정압이 점차 상승되는 디퓨져 유로(P2)가 형성될 수 있다. 디퓨져 유로(P2)는 공기 유동 방향으로 임펠러 유로(P1)의 이후일 수 있다.

복수개 사류형 베인(32)은 디퓨져 바디(31)의 외면에 돌출되게 배치될 수 있고, 원주 방향으로 서로 이격될 수 잇다.

복수개 사류형 베인(32)은 유동 방향을 급격하게 전환하지 않게 형성될 수 있다. 이를 위해, 복수개 사류형 베인(32)의 각각은 축 중심(C)에 대해 전체적으로 비스듬하게 눕힌 경사 방향으로 길게 형성될 수 있다. 그리고, 복수개 사류형 베인(32) 각각의 곡률은 크지 않게 형성될 수 있다. 이 경우, 복수개 사류형 베인(32)의 곡률은 축류형 베인(7)의 곡률 보다 작을 수 있다.

사류형 베인(32)은 디퓨져 바디(31)의 외둘레에 축 방향과 소정 각도 경사지게 형성될 수 있다. 상기 사류형 베인(32)은 리딩 에지(34)와 트레일링 에지(35)를 포함할 수 있고, 사류형 베인(32)의 리딩에지(34)와 회전축(1) 사이의 반경 방향 거리는 사류형 베인(32)의 트레일링 에지(35)와 회전축(1) 사이의 반경 방향 거리 보다 짧을 수 있다. 사류형 베인(32)은 리딩 에지(34)와 트레일링 에지(35) 사이가 전체적으로 굽은 형상으로 형성될 수 있다. 사류형 베인(32)은 후술하는 축류형 베인(7)을 향해 볼록하게 굽은 호 형상일 수 있다.

사류형 베인(32)의 리딩에지(34)와 트레일링 에지(35) 사이의 길이는 축류형 베인(7)의 리딩에지(74)와 트레일링 에지(74) 사이의 길이 보다 짧을 수 있다.

상기 사류형 베인(32) 각각은 트레일잉 에지(35)와 가까워질수록 인접한 타 사류형 베인(32)과 점차 멀어질 수 있다. 복수개 사류형 베인(32)는 인접한 타 사류형 베인과의 거리가 트레일링 에지(35)와 근접할수록 점차 증대될 수 있다.

즉, 인접한 사류형 베인들(32)의 트레일링 에지들(35) 사이의 거리는 인접한 사류형 베인들(32)의 리딩 에지들(34) 사이의 거리 보다 길 수 있다.

공기는 인접한 한 쌍의 사류형 베인(32) 사이를 통과하는 동안, 동압이 점차 하강될 수 있고, 정압이 점차 상승될 수 있다.

사류형 베인(32)은 리딩 에지(34)와 트레일링 에지(35)를 있는 한 쌍의 안내면(36)(37)을 포함할 수 있다. 상기 한 쌍의 안내면(36)(37) 중 일면은 임펠러(2)의 외둘레을 향할 수 있고, 한 쌍의 안내면(36)(37) 중 타면은 축류형 베인(7)을 향할 수 있다. 이러한 한 쌍의 안내면(36)(37) 각각은 상기 축류형 베인(7)을 향해 볼록한 형상으로 형성될 수 있다.

하우징(4)은 팬 모터의 외관을 형성할 수 있다. 하우징(4)는 임펠러(2) 및 디퓨져(3)의 외둘레를 둘러쌀 수 있고, 하우징(4)은 임펠러(2)와, 디퓨져(3) 및 모터(M)를 보호할 수 있다.

하우징(4)은 일측에 외부의 공기가 흡입되는 공기흡입구(41)가 형성될 수 있다. 하우징(4)은 공기흡입구(41)의 반대편에 공기흡입구(41) 보다 큰 공기토출구(42)가 형성될 수 있다. 하우징(4)과 모터(M)의 사이에는 디퓨져(3)에 안내된 공기가 통과하는 외측 유로(P4)가 형성될 수 있다. 외측 유로(P4)는 모터(M)를 구성하는 중공 바디(6)의 외둘레와 하우징(4)의 내둘레 사이의 공간으로 정의될 수 있다.

이러한 하우징(4)은 임펠러 하우징부(43)와, 축류형 베인 하우징부(44)와; 사류형 베인 하우징부(45)를 포함할 수 있다.

임펠러 하우징부(43)는 임펠러(2)의 외둘레를 둘러쌀 수 있다. 공기흡입구(41)은 임펠러 하우징부(43)의 일단에 형성될 수 있다.

축류형 베인 하우징부(44)는 축류형 베인(7)과 접촉될 있다. 축류형 베인 하우징부(44)는 임펠러 하우징부(43) 보다 클 수 있다.

축류형 베인 하우징부(44)는 축 방향으로 직경이 동일할 수 있다.

축류형 베인 하우징부(44)는 전체적으로 직경이 일정한 중공 원통 형상일 수 있고, 그 직경은 사류형 베인 하우징부(45)의 최대 직경과 동일할 수 있고, 후술하는 중공 바디(6)의 직경 보다 클 수 있다.

사류형 베인 하우징부(45)는 디퓨져(3)의 외둘레를 둘러쌀 수 있고, 복수개의 사류형 베인(32)는 샤류형 베인 하우징(45)와, 디퓨져 바디(31)의 사이에 위치될 수 있다.

사류형 베인 하우징부(45)는 임펠러 하우징부(43)와 축류형 베인 하우징부(44)를 이을 수 있는 형상으로 형성될 수 있다.

사류형 베인 하우징부(45)는 축 방향으로 축류형 베인 하우징(44)과 가까울수록 점차 확장되게 형성될 수 있다.

모터(M)는 디퓨져(3)을 통과한 공기를 안내하는 이너 가이드(5)과; 이너 가이드(5)의 내부에 설치된 스테이터(8)와; 스테이터(8) 내측에 회전 가능하게 수용되고 회전축(1)에 장착된 로터(9)를 포함한다.

이너 가이드(5)는 중공 바디(6)와, 복수개 축류형 베인(7)을 포함할 수 있다.

중공 바디(6)의 내부에는 스테이터(8) 및 로터(9)가 수용되는 모터 공간이 형성될 수 있다.

중공 바디(6)는 하우징(4) 및 디퓨져(3) 각각과 이격될 수 있다.

중공 바디(6)는 하우징(4)과 축 방향(L) 및 반경 방향(R)으로 이격될 수 있다.

중공 바디(6)는 디퓨져(3)와 축 방향(L)으로 이격될 수 있다.

중공 바디(6)의 일단(61)은 하우징(4)의 공간(S)에 위치될 수 있다. 이러한 중공 바디(6)의 일단(61)은 축방향(L)으로 디퓨져(3)과 이격될 수 있다. 중공 바디(6)의 일단(61)은 공기 유동 방향으로 사류형 베인(32)의 이후일 수 있다.

중공 바디(6)의 일단(61)과 디퓨져(3)의 사이에는 사류형 베인(32)에 안내된 공기가 통과하는 틈(G)이 형성될 수 있다.

중공 바디(6)의 모터 공간은 틈(G)을 통과한 공기가 통과하는 내측 유로(P3)를 형성할 수 있고, 중공 바디(6)의 외면과 하우징(4) 사이에는 외측 유로(P4)가 형성할 수 있다.

내측 유로(P3)는 중공 바디(6)의 내측에 축 방향으로 길게 관통되게 형성될 수 있고, 내측 유로(P3)로 유입된 공기는 내측 유로(P3)를 통과하면서 스테이터(8) 및 로터(9)를 냉각시킨 후, 중공 바디(6)의 외부로 배기될 수 있다. 내측 유로(P3)로 유입된 공기는 스테이터(8)와 로터(9) 사이의 공극을 통과하면서 스테이터(8)와 로터(9) 각각을 직접 공냉식으로 냉각시킬 수 있다.

내측 유로(P3)를 통과하면서 스테이터(8)와 로터(9)를 냉각시킨 공기는 중공 바디(6)에 형성된 모터 배기구(65)를 통해 팬 모터 외부로 배기될 수 있다.

디퓨져(3)를 통과한 공기는 틈(G)에서 중공 바디(6)의 내측과 외측으로 분기될 수 있고, 내측 유로(P3)와 외측 유로(P4)의 각각을 통과한 후 배기될 수 있다.

외측 유로(P4)는 중공 바디(6)와 하우징(4)의 사이에 대략 중공 원통 형상으로 형성될 수 있고, 사류형 디퓨져(3)에 안내된 공기 중 틈(G)으로 유입되지 않는 공기는 이러한 외측 유로(P4)을 따라 이동되면서 중공 바디(6)를 냉각시킬 수 있다. 모터는 구동시 스테이터(8)의 열이 중공 바디(6) 및 축류형 베인(8)으로 전달될 수 있고, 상기 외측 유로(P4)를 통과하는 공기는 중공 바디(6)와 축류형 베인(8)을 공냉식으로 냉각시킬 수 있고, 스테이터(8)의 열은 중공 바디(6)와 축류형 베인(8)을 통해 외측 유로(P4)를 통과하는 공기로 전달될 수 있다.

외측 유로(P4)를 통과하면서 축류형 베인(7)에 안내된 공기는 축류형 베인(7)에 안내되면서 그 회전성분이 점차 감소되고, 최종적으로 중공 바디(6)와 하우징(4) 사이의 공기토출구(42)를 통해 팬 모터 외부로 배기될 수 있다.

즉, 임펠러 유로(P1)에서 디류져 유로(P2)로 유동된 공기는 사류형 베인(32)에 안내된 후, 틈(G)에서 내측 유로(P3)와 외측 유로(P4)로 중공 바디(6)의 내,외로 분산될 수 있고, 최종적으로 내측 유로(P3) 및 외측 유로(P4)의 각각을 통해 팬 모터 외부로 분산 배기될 수 있다.

본 실시예는 디퓨져(3)를 통과한 공기가 사류형 베인(32)이 안내하는 방향으로 안내되는데, 사류형 베인(32)을 따라 선회 유동되면서 안내된 공기는 중공 바디(6)의 내부와 중공 바디(6)의 외부로 분산될 수 있다.

중공 바디(6)의 타단(62)은 공간(S) 외부를 향할 수 있다. 중공 바디(6)의 타단(62)은 축방향(L)으로 중공 바디(6)의 일단(61) 반대편에 위치될 수 있다. 중공 바디(6)의 타단(62)은 공간(S) 외부에 위치될 수 있다.

중공 바디(6)는 공간(S)에 수용되는 이너 바디(63)와, 공간(S)의 외부에 위치하는 아우터 바디(64)를 포함할 수 있다.

이너 바디(63)는 중공 바디(6)의 일단(61)을 포함할 수 있다.

이너 바디(63)는 반경 방향(R)으로 스테이터(8)의 외둘레와 및 하우징(4)의 내둘레 사이에 위치하는 스테이터 방열 영역을 포함할 수 있다.

아우터 바디(64)는 중공 바디(6)의 타단(62)를 포함할 수 있다.

중공 바디(6)는 내측 유로(P3)를 통과하면서 로터(8) 및 스테이터(9)를 냉각시킨 공기가 중공 바디(6) 외부로 배기되는 적어도 하나의 모터 배기구(65)가 형성될 수 있다.

모터 배기구(65)는 중공 바디(6)의 이너 바디(63)에 형성되지 않는 것이 바람직하고, 아우터 바디(64)에 형성되는 것이 바람직하다.

복수개 축류형 베인(7)는 중공 바디(6)의 외면에 돌출되고 유동의 회전성분을 축방향으로 유도할 수 있다. 복수개 축류형 베인(7)은 이너 바디(63)의 외둘레에 배치될 수 있다.

축류형 베인(7)은 리딩 에지(74)와 트레일링 에지(75)를 포함할 수 있다.

축류형 베인(7)의 리딩에지(74)와 회전축(1) 사이의 거리는 축류형 베인(7)의 트레일링 에지(75)와 회전축(1) 사이의 거리와 동일할 수 있다.

축류형 베인(7)은 리딩 에지(74)와 트레일링 에지(75)의 사이가 전체적으로 굽은 형상으로 형성될 수 있다. 축류형 베인(7)은 사류형 베인(32)을 향해 볼록하게 굽은 호 형상일 수 있다.

축류형 베인(7)의 개수는 사류형 베인(32)의 개수 보다 많을 수 있다. 축류형 베인(7)은 주로 유동 방향을 원심방향에서 축방향으로 전환할 수 있고, 중공 바디(6)를 통해 전달된 열을 방열시킬 수 있는 구성으로서, 복수개 축류형 베인(7)의 열전달면적이 가급적 넓게 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 사류형 베인(32)이 13개 형성될 경우, 축류형 베인(7)은 16개 형성될 수 있다.

축류형 베인(7) 각각은 그 트레일링 에지(75)와 가까워질수록 인접한 타 축류형 베인과 점차 멀어질 수 있다. 즉, 인접한 축류형 베인들(7)의 트레일링 에지(75) 사이의 거리는 리딩 에지(74) 사이의 거리 보다 길 수 있다.

축류형 베인(7)은 리딩 에지(74)와 트레일링 에지(75)를 있는 한 쌍의 안내면(76)(77)을 포함할 수 있다. 한 쌍의 안내면(76)(77) 중 일면(76)은 상기 사류형 베인(32)을 향할 수 있고, 상기 한 쌍의 안내면(76)(77) 중 타면(77)은 공기토출구(42)을 향할 수 있다. 이러한 한 쌍의 안내면(76)(77) 각각은 사류형 베인(32)을 향해 볼록한 형상으로 형성될 수 있다.

사류형 베인(32)은 1단 베인 디퓨져로 기능할 수 있고, 축류형 베인(7)은 1단 베인 디퓨져를 통과한 공기를 안내하는 2단 베인 디퓨져로 기능할 수 있다. 즉, 본 실시예의 팬 모터는 2개의 베인 디퓨져를 포함할 수 있곡, 1단 베인 디퓨져와 2단 베인 디퓨져에 의해 정압을 신뢰성 높게 높이면서, 기류의 유동방향을 급격하게 전환하지 않고, 다단으로 완만하게 전환할 수 있다.

본 실시예의 팬 모터는 임펠러(2)부터 공기토출구(42) 사이에, 사류형 베인(32)과 축류형 베인(7)이 순차적으로 배치될 수 있고, 임펠러(2)부터 공기토출구(42) 사이에 베인리스 구간(즉, 베인이 존재하지 않는 구간)이 최소화될 수 있다.

축류형 베인(7)은 정압 상승 정도가 사류형 베인(32) 보다 작을 수 있고, 사류형 베인(32)에 의해 안내된 공기의 선회 유동 방향을 최대한 축 방향으로 유도하게 형성될 수 있다. 이 경우, 공기가 팬 모터 내부에서 장시간 선회하는 것을 최소화할 수 있고, 축류형 베인(7)은 공기가 팬 모터 외부로 신속하게 배기되게 도울 수 있다.

축류형 베인(7)은 반경 방향으로 중공 바디(6)의 외둘레에서 돌출된 내측단과, 반경 방향으로 하우징(4)의 내둘레에 접촉되어 고정되는 외측단을 포함할 수 있다.

팬 모터의 조립시,, 모터(M) 특히, 이너 가이드(5)이 하우징(4)의 내측으로 되면, 축류형 베인(7)의 외측단은 하우징(4)의 내둘레에 접촉될 수 있고, 이너 가이드(5)는 하우징(4)의 내둘레에 끼워질 수 있다. 즉, 축류형 베인(7)은 모터(M)를 하우징(4)에 지지하는 구조물로 기능할 수 있다.

스테이터(8)은 이너 가이드(5) 특히, 중공 바디(6)의 내부에 배치될 수 있다. 스테이터(8)는 복수개의 코일(84)을 포함할 수 있다.

스테이터(8)는 이너 가이드(5) 특히, 중공 바디(6)에 장착되어 로터(9)를 회전시킬 수 있다. 스테이터(8)는 중공 바디(6)에 장착될 수 있다. 스테이터(8)는 중공 바디(6)에 스크류 등의 체결부재로 장착되거나 접착재 등의 접착부재로 고정될 수 있다. 스테이터(8)는 전체적으로 중공 원통 형상으로 형성될 수 있다. 스테이터(8)는 중공 바디(6)의 내둘레에 로터(9)의 외둘레를 둘러싸게 장착될 수 있다.

스테이터(8)는 다수개 부재의 결합체로 구성될 수 있다. 스테이터(8)는 스테이터 코어(81)와, 스테이터 코어(81)에 결합된 한 쌍의 인슐레이터(82)(83)와, 인슐레이터(82)(83)에 배치된 코일(84)를 포함할 수 있다.

코일(84)는 복수개 제공될 수 있고, 복수개 코일(84)는 로터(9)의 외둘레를 따라 이격될 수 있다. 스테이터(8)는 인접한 코일들(84) 사이에 공기가 통과할 수 있는 틈이 형성될 수 있다. 이러한 틈은 반경 방향으로 반경 방향(R)으로 회전축(1)을 향할 수 있다.

로터(9)는 스테이터(8) 내측에 위치될 수 있다.

로터(9)는 회전축(1)의 일부를 둘러싸게 장착될 수 있다. 로터(9)는 스테이터(8)의 내부에 회전 가능하게 위치될 수 있다. 로터(9)는 중공 원통 형상으로 형성될 수 있다.

로터(9)는 회전축(1)의 일단과 타단 사이의 일부를 둘러싸게 장착될 수 있다.

로터(9)는 마그네트(92)와, 마그네트(92)를 고정하는 한 쌍의 엔드 플레이트(93)(94)를 포함할 수 있다. 로터(9)는 회전축(1)에 고정된 로터 코어(91)를 더 포함할 수 있고, 마그네트(92)는 로터 코어(91)에 설치될 수 있다.

상기와 같이 구성된 팬 모터는 공기흡입구(41)과, 임펠러 유로(P1)와, 디퓨져 유로(P2) 및 외측 유로(P4)와, 공기 토출구(42)로 이어지는 제1유로와, 공기 흡입구(41)와, 임펠러 유로(P1)와, 디퓨져 유로(P2)와, 틈(G) 및 내측 유로(P3)와, 배기구(65)로 이어지는 제2유로를 포함할 수 있고, 이러한 제1유로 및 제2유로를 통해 모터(M)를 입체적으로 방열시키면서 공기를 신속하게 유동시시킬 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 회전축 2: 임펠러
3: 디퓨져 4: 하우징
5: 이너 가이드 6: 중공 바디
7: 축류형 베인 8: 스테이터
9: 로터 31: 디퓨져 바디
32: 사류형 베인 G: 틈
M: 모터 P3: 내측 유로
P4: 외측 유로 S: 공간

Claims

회전축을 회전시키는 모터;
상기 회전축에 연결된 임펠러;
상기 임펠러가 회전 가능하게 수용되는 공간이 형성된 하우징;
상기 공간에 수용되고, 디퓨져 바디의 외면에 사류형 베인이 구비된 디퓨져;
공기 유동 방향으로 상기 사류형 베인 이후에 위치되는 축류형 베인을 포함하고,
상기 사류형 베인은 리딩 에지와 트레잉링 에지를 포함하며,
상기 사류형 베인의 리딩 에지와 상기 회전축 사이의 거리는 상기 사류형 베인의 트레일링 에지와 상기 회전축 사이의 거리 보다 짧은 팬 모터.
제 1 항에 있어서,
상기 모터에는 공기가 통과하는 틈이 형성되고,
상기 틈은 상기 사류형 베인과 축류형 베인 사이를 향하는 형성된 팬 모터.
제 1 항에 있어서,
상기 모터는
내부에 모터 공간이 형성된 이너 가이드;
상기 모터 공간에 수용된 스테이터;
상기 스테이터 내측에 회전 가능하게 수용되고 상기 회전축에 장착된 로터를 포함하고,
상기 이너 가이드와 디퓨져의 사이에 공기가 통과하는 틈이 형성되고,
상기 틈은 상기 사류형 베인과 축류형 베인 사이를 향하는 팬 모터.
제 2 항에 있어서,
상기 중공 바디은 축방향으로 상기 디퓨져와 이격된 일단을 갖고,
상기 틈은 상기 중공 바디의 일단과 상기 디퓨져의 사이에 형성된 모터.
제 1 항에 있어서,
상기 축류형 베인 각각은 리딩 에지와 트레잉링 에지를 포함하고,
상기 사류형 베인은 리딩 에지와 트레잉링 에지의 사이가 상기 축류형 베인 향해 볼록하고,
상기 축류형 베인은 리딩 에지와 트레잉링 에지의 사이가 상기 사류형 베인을 향해 볼록한 팬 모터.
제 1 항에 있어서,
상기 축류형 베인의 개수는 상기 사류형 베인의 개수 보다 많은 팬 모터.
제 1 항에 있어서,
상기 사류형 베인의 리딩에지와 트레일링 에지 사이의 길이는 상기 축류형 베인의 리딩에지와 트레일링 에지 사이의 길이 보다 짧은 팬 모터.
제 1 항에 있어서,
상기 사류형 베인은 축 중심에 대해 비스듬하게 눕힌 경사 방향으로 길게 형성된 팬 모터.
제 1 항에 있어서,
상기 사류형 베인의 곡률은 상기 축류형 베인의 곡률 보다 작은 팬 모터.
제 1 항에 있어서,
상기 하우징은
상기 임펠러의 외둘레를 둘러싸는 임펠러 하우징부와,
상기 축류형 베인과 접촉되고 상기 임펠러 하우징부 보다 큰 축류형 베인 하우징부와,
상기 임펠러 하우징부와 축류형 베인 하우징부를 잇고 상기 사류형 베인의 외둘레를 둘러싸는 사류형 베인 하우징부를 포함하는 팬 모터.