KR20210053840A

KR20210053840A - 팬모터

Info

Publication number: KR20210053840A
Application number: KR1020210056573A
Authority: KR
Inventors: 양기엽; 이정호; 최중근; 조성호
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2019-07-25
Filing date: 2021-04-30
Publication date: 2021-05-12
Also published as: KR102464110B1

Abstract

본 발명은 팬모터에 관한 것이다. 본 발명은 모터를 수용하는 모터 하우징, 상기 모터 하부징의 상측에 배치되는 모터 브라켓, 상기 모터의 축에 결합되는 임펠러, 상기 모터와 상기 임펠러의 사이에 배치되며, 허브와 베인을 가지는 디퓨저를 포함하며, 상기 디퓨저에서 나오는 유동이 상기 모터 하우징의 외부로 유동하도록 상기 베인이 위치되며, 상기 베인은 상기 모터 하우징의 상부와 이격되어 배치되어, 상기 디퓨저를 나온 유동의 일부는 상기 모터 하우징의 외부로 유동하며, 상기 디퓨저를 나온 유동의 다른 일부는 상기 모터 하우징의 내부로 유동하는 팬모터를 제공한다.

Description

팬모터{Fan Motor}

본 발명은 모터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 팬모터에 관한 것이다.

팬모터는 회전력을 발생시키는 일종의 액튜에이터이다. 팬모터는 모터의 회전축에 연결된 팬(임펠러)의 회전에 의하여 흡입력을 발생시킨다. 팬모터는 각종 기기에 사용된다. 팬모터는 청소기, 에어컨 등과 같은 가전기기, 자동차 등에 사용된다. 예들 들어, 팬모터가 청소기에 사용되는 경우에는, 팬모터에 의하여 흡입된 공기가 청소기의 필터로 유동한다.

일반적으로 팬모터는 모터, 모터의 회전축에 연결되는 임펠러를 포함하여 구성된다. 모터와 임펠러의 사이에는 디퓨저가 구비될 수 있다.

모터가 회전하면, 모터의 회전축에 연결된 임펠러도 회전한다. 임펠러의 회전에 의하여, 공기가 임펠러 방향으로 흡입된다. 임펠러에서 나오는 공기는 디퓨저에서 유동이 안내되어 모터 방향으로 배출된다.

종래의 팬모터의 문제점을 설명하면 다음과 같다.

종래의 팬모터의 유로의 문제점을 설명한다.

종래의 팬모터의 일 예에서는, 임펠러에서 나오는 유동이 모두 모터의 내부로 들어간다. 모터의 내부로 들어간 유동은 모터를 방열하고, 모터의 외부로 배출된다. 그런데 이 경우는 임펠러에서 나오는 유동이 모두 모터의 내부로 들어가므로, 유로손실이 크고 따라서 팬모터의 효율이 떨어진다.

종래의 팬모터의 다른 예에서는, 임펠러에서 나오는 유동이 모터의 내부로 들어가지 않고 모터의 외부로 모두 유동한다. 그런데 이 경우는 모터의 방열을 위하여, 쿨링팬, 쿨링핀 등과 같은 별도의 냉각장치를 사용하여야 한다. 따라서, 팬모터의 구조가 복잡해지고, 팬모터의 소형화가 어렵다는 단점이 있다.

종래의 임펠러의 문제점을 설명한다.

종래에는 원심형 임펠러가 사용되어, 임펠러에서는 원심형 유동이 발생한다. 임펠러를 나온 유동이 90도 가깝게 급격히 꺽여서 디퓨저 방향으로 들어간다. 따라서, 종래의 임펠러에서는 유동이 급격히 꺽이므로, 유로손실이 크고 유로효율이 좋지 못하다.

종래의 디퓨저의 문제점을 설명한다.

종래에는 축류형 디퓨저가 사용되어, 디퓨저에서는 축류형 유동이 발생된다.임펠러에서 나온 유동은 대략 직경 방향이며, 디퓨저의 베인은 축방향으로 구비된다. 따라서 임펠러에서 나온 유동이 베인으로 들어가기 위하여 급격히 꺽인다. 따라서 종래의 디퓨저는 유로손실이 크고 유로효율이 좋지 못하다.

따라서, 상술한 종래의 팬모터의 단점을 개선한 팬모터의 개발이 요구되고 있다. 또한, 근래에는 팬모터가 소형화되고 초고속화되면서, 유로손실을 줄이고 유로효율 및 팬모터 효율을 향상시키는 것이 더욱 필요하다.

한국 특허등록 제1454083호 미국 특허공개 2014/268636 유럽 특허등록 01025792 B1 미국 특허등록 5592716 한국 특허등록 제1289026 한국 특허공개 제10-2014-0070303호

본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결한 팬모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은, 모터 방열효과를 향상시킬 수 있는 팬모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 팬모터의 효율을 향상시킬 수 있는 팬모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 유로손실을 줄이고 유로효율을 향상시킬 수 있는 팬모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 구조가 간단하면서도 모터 방열효과 및 팬모터 효율을 향상시킬 수 있는 팬모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제는 위에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 이해될 수 있다.

본 발명에서는, 디퓨저에서 나오는 유동이 모터 하우징의 외부로 유동하도록 디퓨저의 베인이 위치되며, 상기 베인은 상기 모터 하우징의 상부와 이격되어 배치될 수 있다. 또한 상기 디퓨저에서 나오는 유동의 유로의 소정 위치에 가이드가 구비될 수 있다.

따라서, 상기 디퓨저를 나온 유동의 일부는 상기 모터 하우징의 외부로 유동하며, 상기 디퓨저를 나온 유동의 다른 일부는 상기 모터 하우징의 내부로 유동할 수 있다. 따라서, 별도의 냉각수단을 사용하지 않고도 모터 방열효과가 향상된다.

본 발명에서는, 상기 디퓨저의 허브는 상기 가이드 방향으로 연장되는 연장부를 포함하며, 상기 연장부에는 개구부가 구비될 수 있다. 또한, 상기 개구부는 상기 가이드에 대응하는 위치에 배치될 수 있다.

따라서, 모터의 내부로 유동한 유동이 모터의 외부로 재배출되지 않는다. 따라서, 모터 내부의 유동과 모터 외부의 유동이 서로 간섭하지 않는다. 따라서 유로손실이 줄고 팬모터의 효율이 향상된다.

본 발명에서는, 임펠러가 사류형이다. 따라서 임펠러에서 유로손실이 최소화되고 유로효율이 최대화된다.

본 발명에서는, 디퓨저가 사류형을 포함한다. 따라서 디퓨저에서 유로손실이 최소화되고 유로효율이 최대화된다.

본 발명의 실시예에 의하면, 본 발명은 모터를 수용하는 모터 하우징; 상기 모터 하부징의 상측에 배치되는 모터 브라켓; 상기 모터의 축에 결합되는 임펠러; 상기 모터와 상기 임펠러의 사이에 배치되며, 허브와 베인을 가지는 디퓨저를 포함하며, 상기 디퓨저에서 나오는 유동이 상기 모터 하우징의 외부로 유동하도록 상기 베인이 위치되며, 상기 베인은 상기 모터 하우징의 상부와 이격되어 배치되어, 상기 디퓨저를 나온 유동의 일부는 상기 모터 하우징의 외부로 유동하며, 상기 디퓨저를 나온 유동의 다른 일부는 상기 모터 하우징의 내부로 유동하는 팬모터를 제공한다.

예시적인 실시예에 의하면, 상기 디퓨저를 나온 유동의 유로의 소정위치에 가이드가 구비될 수 있다.

예시적인 실시예에 의하면, 상기 베인은 상기 가이드의 상측으로 소정 거리 이격되어 구비될 수 있다.

예시적인 실시예에 의하면, 상기 모터 브라켓에 상기 가이드가 구비될 수 있다.

예시적인 실시예에 의하면, 상기 모터 하우징은 반경방향으로 연장되는 결합부를 포함하며, 상기 결합부에는 개구부가 구비되며, 상기 디퓨저를 나온 유동은 상기 개구부를 통하여 유동할 수 있다.

예시적인 실시예에 의하면, 상기 모터 브라켓은 상기 결합부에 대응하는 지지부를 포함하며, 상기 베인은 상기 지지부의 상측으로 소정 거리 이격되어 구비될 수 있다.

예시적인 실시예에 의하면, 상기 가이드는 상기 지지부에서 내측으로 연장되어 구비될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 디퓨저의 허브는 아래로 연장되는 연장부를 포함하며, 상기 연장부에는 개구부가 구비될 수 있다.

예시적인 실시예에 의하면, 상기 개구부는 상기 가이드에 대응하는 위치에 구비될 수 있다.

예시적인 실시예에 의하면, 상기 연장부는 상기 가이드에 인접하게 연장될 수 있다.

예시적인 실시예에 의하면, 상기 연장부는 상기 디퓨저의 허브의 외둘레 측면에 구비될 수 있다.

예시적인 실시예에 의하면, 상기 임펠러는 사류형이 될 수 있다.

예시적인 실시예에 의하면, 상기 디퓨저는 축류형 베인과 사류형 베인을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 본 발명은 모터를 수용하며, 바디와 상기 바디의 외측에 위치하는 개구부를 가지는 모터 하우징; 상기 모터의 축에 결합되는 임펠러; 상기 모터와 상기 임펠러의 사이에 배치되며, 허브와 베인을 가지며, 상기 베인은 상기 개구부에 대응하여 위치하는 디퓨저; 상기 디퓨저에 나오는 유동의 유로에 배치되는 가이드를 포함하며, 상기 디퓨저를 나온 유동의 일부는 상기 모터 하우징의 개구부를 통하여 유동하고, 다른 일부는 상기 가이드에 의하여 상기 모터 하우징의 내부로 유동하는 팬모터를 제공한다.

예시적인 실시예에 의하면, 상기 모터 하우징의 상측에는 모터 브라켓에 구비되며, 상기 모터 브라켓에 상기 가이드가 구비될 수 있다.

예시적인 실시예에 의하면, 상기 허브는 상기 가이드 방향으로 연장되는 연장부를 포함하며, 상기 연장부에는 개구부가 구비되며, 상기 개구부는 상기 가이드에 대응하는 위치에 배치될 수 있다.

상술한 실시예들의 각각의 특징들은 다른 실시예들과 모순되거나 배타적이지 않는 한 다른 실시예들에서 복합적으로 구현될 수 있다.

상술한 본 발명에 따른 팬모터의 효과는 다음과 같다.

첫째, 본 발명에 따르면, 임펠러에서 나오는 유동의 일부는 모터의 내부로 유동하고, 다른 일부는 모터의 외부로 유동한다. 따라서, 별도의 냉각수단을 사용하지 않고도 모터 방열효과를 향상시킬 수 있다.

둘째, 본 발명에서는, 모터의 내부로 유동한 유동이 모터의 외부로 재배출되지 않는다. 따라서, 모터 내부의 유동과 모터 외부의 유동이 서로 간섭하지 않는다. 따라서 유로손실이 줄일 수 있고 팬모터의 효율을 향상시킬 수 있다.

셋째, 본 발명에 따르면, 임펠러가 사류형이다. 따라서 임펠러에서 유로손실을 최소화하고 유로효율을 최대화할 수 있다.

넷째, 본 발명에서는, 디퓨저가 사류형을 포함한다. 따라서 디퓨저에서 유로손실을 최소화하고 유로효율을 최대화할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 팬모터의 실시예를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 종단면도이다.
도 3은 도 1의 임펠러의 사시도이다.
도 4는 도 1의 디퓨저와 모터 브라켓의 사시도이다.
도 5는 도 4의 결합 측면도이다.
도 6은 도 5의 평면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 팬모터의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.
도 8은 도 7의 결합 측면도이다.
도 9는 도 8의 평면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 팬모터의 바람직한 실시예를 설명한다. 이하에서는, 본 발명의 구성요소 등을 구체적으로 특정하는 도면 및 실시예에 의하여 설명하지만, 이는 단지 본 발명의 이해를 돕기 위하여 사용된 것이다.

또한, 아래의 실시예에서 특정의 구성요소는 설명의 편의를 위하여 과장되게 또는 축소되어 도시되거나 설명될 수 있지만 이 또한 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이다.

따라서, 본 발명은 아래에서 설명될 실시예 또는 도면에 그려진 형태로 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하며, 이러한 수정 및 변형의 본 발명의 범주이다.

도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 팬모터의 실시예의 전체적인 구성을 설명한다.

모터(2)는 스테이터(22)와 로터(24)를 포함할 수 있다. 로터(24)의 회전축(242)에는 임펠러(5)가 결합될 수 있다. 따라서 모터(2)가 회전하면 임펠러(5)도 회전하여, 공기를 흡입하는 흡입력이 발생된다.

임펠러(5)와 모터(2)의 사이에는 디퓨저(6)가 구비될 수 있다. 디퓨저(6)는 임펠러(5)에서 나오는 공기유동을 모터(2) 방향으로 안내한다.

한편, 모터(2)는 모터 하우징(3)에 수용될 수 있다. 모터 하우징(3)의 상부에는 모터 브라켓(4)이 구비될 수 있다. 임펠러(5) 및 디퓨저(6)는 임펠러 하우징(7)에 수용될 수 있다.

각각의 구성요소를 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 모터 하우징(3)을 설명한다.

모터 하우징(3)은 모터(2)를 수용하는 바디(32)를 포함할 수 있다. 모터 하우징(3)의 바디(32)의 상측에는 반경 방향으로 연장되는 결합부(34)가 구비될 수 있다.

바디(32)는 전체적으로 중공의 원통 형상일 수 있다. 바디(32)의 측부에는 소정 형상의 개구부(322)가 구비될 수 있다. 바디(32)의 하부에도 개구부(324)가 구비될 수 있다. 모터 하우징(3)의 내부로 유입된 공기는 바디(32)의 하부를 외부로 배출될 수 있다. 예를 들어, 모터 하우징(3)의 내부로 유입된 공기는 바디(32)의 하부의 개구부(322)를 통하여 외부로 배출될 수 있다.

바디(32)의 하부에는 베어링이 안착되는 베어링 하우징(326)(이하 편의상 '하부 베어링 하우징')이 구비될 수 있다. 하부 베어링 하우징(326)과 바디(32)의 사이를 연결하는 연결부(328)가 구비될 수 있다.

한편, 결합부(34)는 링형상으로 구비될 수 있다. 결합부(34)에는 소정 형상의 개구부(342)가 구비될 수 있다. 개구부(342)는 원호형상일 수 있다. 디퓨저(6)에서 나온 유동이 상기 개구부(342)를 통하여 유동할 수 있다.

결합부(34)에는 임펠러 하우징(7)과 결합하기 위한 나사 체결홈(344)이 구비될 수 있다. 결합부(34)에는 모터 브라켓(4)과 결합하기 위한 나사 체결홈(346)이 구비될 수 있다.

한편, 모터 하우징(3)의 바디(32)의 내면에는 스테이터(22)가 결합될 수 있다. 모터 하우징(3)의 바디(32)의 대략 중앙 부근에는 로터(24)가 위치할 수 있다. 로터(24)의 회전축의 하부는 하부 베어링 하우징(326)에 회전 가능하게 지지될 수 있다.

다음으로, 모터 브라켓(4)을 설명한다.

모터 브라켓(4)은 로터(24) 회전축의 상부를 회전 가능하게 지지할 수 있다. 또한, 모터 브라켓(4)은 디퓨저(6)와 결합되어, 디퓨저(6)를 지지할 수 있다.

모터 브라켓(4)의 중앙 부근에는 베어링 하우징(42)(이하 편의상 '상부 베어링 하우징')이 구비될 수 있다. 모터 브라켓(4)의 외측에는 지지부(44)가 구비될 수 있다. 지지부(44)는 결합부(34)의 형상과 대략 대응할 수 있다. 예를 들어, 지지부(44)는 링 형상이 될 수 있다. 지지부(44)는 모터 하우징(32)의 결합부(34)에 지지될 수 있다.

또한, 상부 베어링 하우징(42)과 지지부(44) 사이에는 브릿지(46)가 구비될 수 있다. 브릿지(46)에는 디퓨저(6)의 나사 체결홈(68)과 대응하는 나사 체결홈(462)이 구비될 수 있다.

한편, 모터 브라켓(4)은 가이드(443)를 포함할 수 있다. 또한, 모터 브라켓(4)은 내측지지부(444)를 포함할 수 있다.

내측지지부(444)는 지지부(44)의 내측에 구비될 수 있다. 내측지지부(444)는 링 형상이 될 수 있다. 가이드(443)는 지지부(42)와 내측지지부(444)의 사이에 구비될 수 있다. 가이드(443)에는 모터 하우징(3)의 결합부(34)의 나사 체결홈(346)에 대응하는 나사 체결홈(442)이 구비될 수 있다. (상세한 결합구조는 후술함.)

다음으로, 임펠러 하우징(7)을 설명한다.

임펠러 하우징(7)은 임펠러(5) 및 디퓨저(6)를 수용할 수 있다. 임펠러 하우징(7)은 대략 중공의 원통형으로 구성될 수 있다. 임펠러 하우징(7)의 상부의 개구부(74)는 공기가 유입되는 유입구가 될 수 있다.

임펠러 하우징(7)은 상부에서 하부로 가면서 직경이 커질 수 있다. 임펠러 하우징(7)의 하부에는 반경 방향으로 연장되는 결합부(76)가 구비될 수 있다. 임펠러 하우징(7)의 결합부(76)는 모터 하우징(3)의 결합부(34)의 나사 체결홈(344)과 대응하는 나사 체결홈(762)이 구비될 수 있다.

각각의 구성요소의 결합관계를 설명한다.

로터(24) 회전축의 상부는 모터 브라켓(4)의 상부 베어링 하우징(42)에 회전 가능하게 지지될 수 있다. 로터(24) 회전축의 하부는 모터 하우징(3)의 하부 베어링 하우징(326)에 회전 가능하게 지지될 수 있다. 모터 브라켓(4)은 모터 하우징(3)의 상부에 나사 체결될 수 있다.

한편, 모터 브라켓(4)의 상부에는 디퓨저(6)가 나사 결합될 수 있다. 로터(24) 회전축의 최상단에는 임펠러(5)가 결합될 수 있다.

임펠러 하우징(7)과 모터 하우징(3)이 나사 결합될 수 있다. 따라서, 팬모터(1)의 구성 부품들이 임펠러 하부징(7)과 모터 하부징(3)의 내부에 수용될 수 있다.

한편, 도 2의 A에 도시한 바와 같이, 임펠러 하우징(7)에 모터 하우징(3)이 압입되어 상호 결합될 수도 있다. 이 경우에는 모터 하우징(3)의 결합부(34)의 선단이 하부로 절곡되고, 이 부분이 임펠러 하우징(7)의 내측에 압입될 수 있다.

도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 임펠러(5)의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 실시예의 임펠러(5)는 사류형일 수 있다. 임펠러 하우징(7)의 유입구(74)를 통하여 임펠러(5)로 유입된 유동(F1)은 거의 축방향이다. 그런데 임펠러(5)에서 나오는 유동(F2)은 소정 경사를 가지도록 할 수 있다.

예를 들어, 임펠러(5)에서 나오는 유동(F2)의 방향이 직경방향(0도)와 축방향(90도) 사이의 경사를 가지도록, 임펠러(5)를 구성할 수 있다. 임펠러(5)에서 나오는 유동(F2)의 방향은 45도 정도가 될 수 있다.

상세히 설명하면 다음과 같다.

임펠러(5)는 허브(52)와 상기 허브(52)에 구비되는 다수의 블레이드(54)를 포함할 수 있다. 허브(52)는 대략 원형 형상일 수 있다. 허브(52)의 상면에는 블레이드(54)가 구비될 수 있다.

임펠러(5)에서 나오는 유동(F2)의 방향이 직경 방향에서 아래로 소정 경사를 가지도록 할 수 있다. 이를 위하여, 임펠러(5)를 수평에서 좀 더 아래쪽으로 기울어지도록 할 수 있다.

예를 들어, 임펠러(5)의 허브(52)의 수직 단면을 보았을 때, 허브 상면(52a, 52b)의 경사가 0 ~ 90도 사이의 각도 바람직하게는 45도 각도를 가지도록 구성할 수 있다. 또한, 허브 상면의 상측(52a)에서 하측(52b)으로 갈수록 축방향에 가까운 경사를 가지게 할 수도 있다. 이렇게 구성하면, 허브에 외측으로 갈수록 축방향에 근접한 유동을 만들 수 있다.(도 2 참조)

이렇게 구성하면, 임펠러(5)에서 나오는 유동(F2)의 방향이 직경방향보다 아래로 비스듬하게 할 수 있다. 따라서 임펠러(5)에서 나오는 유동 방향이 급격히 바뀌는 것을 줄일 수 있고, 유로손실을 최소화하고 유로효율을 최대화할 수 있다.

또한, 종래의 원심형 임펠러의 유동방향과 비교하면, 본 실시예의 임펠러(5)의 유동방향은 아래쪽 즉 축방향으로 많이 경사져 있다. 따라서 축방향의 유량이 증가한다. 결국, 팬모터(1)를 지나가는 유량이 증가하고, 이에 따라 팬모터(1)의 흡입능력이 증가한다.

또한, 종래의 원심형 임펠러의 유량과 비교하면, 본 실시예의 임펠러(5)의 유량이 크다. 따라서 동일 기준으로 비교하면, 임펠러의 블레이드 갯수를 줄일 수 있다. 예를 들어, 종래의 원심형 임펠러의 블레이드 갯수가 9개라면, 본 실시예의 임펠러(5)는 블레이드(54) 갯수를 7개로 줄여도 충분한 유량 확보가 가능하다.

또한, 임펠러(5)의 블레이드(54) 갯수가 줄면 임펠러(5)에서 받는 축동력이 감소된다. 따라서 본 실시예의 임펠러(5)에서는 축동력을 감소시키는 것이 가능하므로 팬모터(5)의 효율도 증가한다.

도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 팬모터(1)의 다른 실시예를 설명한다.

먼저, 본 실시예의 디퓨저(6)를 설명하면 다음과 같다.

디퓨저(6)는 허브(62)와 베인(64)을 포함할 수 있다. 허브(62)에는 다수의 베인(64)이 구비될 수 있다.

허브(62)는 원판형으로 구성될 수 있다. 허브(62)에는 모터 브라켓(4)의 베어링 하우징(42)이 삽입되는 개구부(66)가 구비될 수 있다. 허브(62)의 개구부의 형상은 모터 브라켓(4)의 베어링 하우징(42)의 형상과 대응할 수 있다. 또한, 허브(62)에는 모터 브라켓(4)과 허브(62)가 나사 체결되기 위한 나사 체결홈(68)이 구비될 수 있다.

한편, 허브(62)의 외둘레면(65)에는 다수의 베인(64)이 구비될 수 있다. 베인(64)은 축류형 베인(644)과 사류형 베인(642)을 포함할 수 있다. 사류형 베인(642)은 주로 디퓨징 역할을 할 수 있고, 축류형 베인(644)은 유동방향을 아래쪽을 바꿔주어 유량을 높여주는 역할을 할 수 있다.

한편, 축류형 베인(644)의 위쪽에 사류형 베인(642)이 위치될 수 있다. 예를 들어, 허브(62)의 외둘레 측면(652)에는 축류형 베인(644)이 구비될 수 있다. 허브(62)의 외둘레의 상면(654)에는 사류형 베인(642)이 구비될 수 있다. 사류형 베인(642)은 리딩엣지의 각도가 기울어져 있는 형상이 될 수 있다.

축류형 베인(644)과 사류형 베인(642)은 각각 별개로 구비될 수도 있지만, 사류형 베인(642)과 축류형 베인(644)이 전체적으로 한 개의 베인으로 이어지는 것이 바람직하다.

한편, 일반적으로 임펠러(5)와 디퓨저(6)의 사이는 베인이 없는 베인리스 구간이다. 그런데 베인리스 구간에서는 유로손실이 크다. 따라서 사류형 베인(642)의 크기는 가능하면 베인리스 구간을 커버하는 크기가 될 수 있다. 예들 들어, 사류형 베인(642)의 상단은 임펠러(5)의 하부에 실질적으로 인접하도록 구비될 수 있다.

한편, 디퓨저(6)의 베인의 전체 길이는 길수록 좋다. 왜냐하면, 베인의 전체 길이가 길수록, 임펠러(5)에서 나오는 유동을 효과적으로 안내할 수 있기 때문이다. 따라서 디퓨저(6)의 베인의 전체 길이를 길게 하는 것이 바람직하다. 또한 디퓨저(6) 아래쪽으로는 여유공간이 많지 않다. 따라서 디퓨저(6)의 위쪽으로 베인의 길이를 연장하는 것이 좋다.

그런데, 본 실시예에서는, 축류형 베인(644)의 상측에 사류형 베인(642)이 구비될 수 있다. 즉 본 실시예에 의하면, 축류형 베인(644)의 길이를 늘이지 않아도 사류형 베인(642)의 길이만큼 베인(64)의 전체 길이가 길어 진다. 물론, 축류형 베인(644)의 길이, 사류형 베인(642)의 길이 중 최소한 한 개를 늘이는 것도 가능하다.

다음으로, 모터 브라켓(4)을 상세히 설명한다.

모터 브라켓(4)은 베어링 하우징(42), 지지부(44) 및 상기 베어링 하우징(42)과 지지부(44) 사이의 브릿지(46)를 포함할 수 있다.

베어링 하우징(42)은 모터의 회전축의 상부에 구비되는 베어링을 수용하는 형상이 될 수 있다. 지지부(44)의 형상은 모터 하우징(3)의 결합부(34)의 형상에 대응할 수 있다. 예를 들어, 지지부(44)는 링형상일 수 있다. 또한 지지부(44)는 상하로 소정 높이를 가질 수 있다.

지지부(44)의 내측에는 내측지지부(444)가 구비될 수 있다. 내측지지부(444)도 링형상이 될 수 있다. 또한 지지부(44)와 내측지지부(444)는 동심원이 될 수 있다. 또한, 내측지지부(444)는 판상이 될 수 있다. 예를 들어, 내측지지부(444)는 상하로 높이가 작을 수 있다.

한편, 브릿지(46)는 베어링 하우징(42)과 지지부(44)를 실질적으로 연결하는 기능을 수행하면 어떤 형상이라도 가능하다. 예들 들어, 브릿지(46)는 폭이 좁은 바 형상일 수 있다.

브릿지(46)의 일측은 베어링 하우징(42)과 연결되며 타측은 지지부(444)와 연결될 수 있다. 또한, 브릿지(46)의 일측은 베어링 하우징(42)과 연결되며 타측은 내측지지부(444)와 연결될 수도 있다.

이하에서는, 브릿지(46)가 베어링 하우징(42)과 내측지지부(444) 사이를 연결하는 것을 예를 들어 설명한다.

베어링 하우징(42)과 지지부(44) 또는 내측지지부(44)는 높이 차가 있으므로, 브릿지(46)의 상단과 하단도 높이 차가 있을 수 있다.

예들 들어, 브릿지(46)는 수평부(466)와 수직부(465)를 포함할 수 있다. 수평부(466)의 일측은 베어링 하우징(42)에 연결되고 타측은 수직부(465)에 연결될 수 있다. 수직부(465)의 일측은 수평부(466)에 연결되고 타측은 내측지지부(444)에 연결될 수 있다. 수직부(465)에는 허브(9)와 나사 결합하기 위한, 나사 체결홈(466)이 구비될 수 있다.

한편, 모터 브라켓(4)은 가이드(443)를 포함할 수 있다. 가이드(443)은 디퓨저(6)를 나온 유동의 방향을 바꾸는 역할을 할 수 있다.

가이드(443)는 디퓨저(6)를 나오는 유동의 유로의 소정 위치에 구비될 수 있다. 또한, 가이드(443)는 디퓨저(6)의 베인(64)의 직후의 위치에 구비될 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 가이드(443)가 모터 브라켓(4)에 구비되는 것을 설명하였다. 그러나 가이드(443)는 모터 브라켓(4) 이외의 부품을 이용하여 가이드(443)를 설치하는 것도 가능하다. 예를 들어, 모터 하우징(3)의 결합부(34)의 개구부(342)에 가이드(443)가 구비될 수 있다.

가이드(443)는 지지부(444)에서 중심방향으로 소정길이 연장될 수 있다. 또한 가이드(443)는 원주방향으로 소정길이를 가질 수 있다. 즉 가이드(443)은 유동 방향에서 보았을 때 소정 면적을 가질 수 있다.

또한 가이드(443)는 지지부(44)와 내측지지부(444)의 사이를 연결할 수 있다. 상기 가이드(444)에 나사 체결홈(442)이 구비될 수 있다.

도 4를 참조하여, 본 실시예에 따른 디퓨저(6)의 작용을 설명한다.

본 실시예에서는 임펠러(5)에서 나오는 유동(F2)이 디퓨저(6)로 유입되는 부분에 사류형 베인(642)이 있다. 따라서 임펠러(5)에서 나온 유동(F2)이 먼저 사류형 베인(642)에 의하여 안내되어, 경사 방향의 유동(F3a)이 된다. 따라서 임펠러(5)에서 나온 유동이 유로손실 없이 좀 더 효율적으로 디퓨저(6) 방향으로 유동한다.

즉 사류형 베인(642)이 임펠러(5)에서 나오는 유동이 아래 방향으로 자연스럽게 빠져나가게 한다. 따라서 사류형 베인(642)이 유동의 회전 성분을 억제해주고 효율적으로 빠져나가도록 도움을 준다.

또한, 임폘러(5)가 사류형 임폘러라면, 임펠러(5)에서 사류형으로 빠져나오는 유동이 디퓨저(6)의 사류형 베인(642)을 따라 보다 자연스럽게 유동할 수 있다. 왜냐하면, 임펠러(5)에서 사류형으로 빠져나온 유동을 사류형 베인(642)의 시작점이 자연스럽게 받아들이기 때문이다. 또한 사류형 베인(642)으로 안내된 유동(F3a)은 축류형 베인(644)에 의하여 모터 방향으로 유동(F3b)이 전달된다.

따라서, 본 실시예에 따르면, 유로손실을 최소화할 수 있고, 유로효율을 최대화할 수 있다. 또한 팬모터(1)의 흡입능력을 효율적으로 상승시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 축류형 베인(644)의 위쪽에 사류형 베인(642)이 구비될 수 있다. 따라서 사류형 베인(642)이 베인리스 구간에 구비될 수 있고, 따라서 임펠러(5)와 디퓨저(6) 사이의 베인리스 구간을 최소화할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 축류형 베인(644)의 위쪽에 베인 예를 들어 사류형 베인(642)이 추가로 구비될 수 있다. 따라서 디퓨저(6)의 베인의 전체 길이가 길어진다. 따라서 디퓨징 효과가 커진다.

도 2를 참조하여, 본 실시예에 따른 팬모터(1)의 작용을 설명하면 다음과 같다.

모터(2)가 회전하면, 모터(2)의 회전축에 연결된 임펠러(5)도 회전한다. 임펠러(5)가 회전하면, 임펠러 하우징(7)의 유입구(74)를 통하여 공기가 흡입된다. 즉 대략 축방향의 유동(F1)이 발생한다.

임펠러 하우징(7)에 흡입된 공기는 임펠러(5) 방향으로 유동한다. 이때, 본 실시예의 임펠러(5)는 사류형 임펠러일 수 있다. 따라서 임펠러(5)에서 나오는 유동(F2)은 직경방향에서 하부로 소정 경사를 가지고 유동한다. 예들 들어, 유동(F2)은 대략 반경방향과 축방향의 사이가 될 수 있다. 즉 임펠러(5)에서 나오는 유동(F2)의 방향이 축방향으로 급격히 꺽이지 않는다. 따라서 본 실시예에 의하면, 유로손실이 줄어든다.

임펠러(5)에서 나오는 유동(F2)은 먼저 디퓨저(6)의 사류형 베인(642)에 의하여 자연스럽게 안내된다. 사류형 베인(642)을 지나는 유동(F3a)는 축류형 베인(644)에 의하여 대략 축방향의 유동(F3b)이 된다. 즉, 디퓨저(6)에서 공기 유동이 자연스럽게 안내되므로 유로손실이 줄어든다.(도 3 참조)

한편, 디퓨저(6)를 나온 유동의 일부(F3-1)는 모터 하우징(3)의 내부로 유동할 수 있다. 모터 하우징(3)의 내부로 유입된 공기(F3-1)는 모터(2)를 식히고 모터 하우징(3)의 하부를 통하여 외부로 배출될 수 있다(F5). 또한 디퓨저(6)를 나온 유동의 다른 일부는 모터 하우징(3)의 외부로 바로 유동(F4)할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 팬모터가 청소기에 사용되는 경우에는, 모터 하우징(3)을 통과한 유동(F5), 통과하지 않는 유동(F4) 모두 청소기의 필터로 유동할 수 있다.

다음으로, 디퓨저(6)에서 나온 유동을 상세히 설명한다.

상술한 바와 같이, 디퓨저(6)를 나온 유동은 2개로 유로로 구분되어 유동할 수 있다. 즉 모터의 내부로 들어가는 유로(이하 편의상 '방열유로') 및 모터의 외부로 바로 나가는 유로(이하 편의상 '메인유로')로 구분될 수 있다.

도 2를 참조하여, 메인유로의 일 예를 설명한다.

메인유로는 디퓨저(6)에서 나온 유동(F3)이 모터(2) 내부로 유입되지 않는 유동이다. 메인유로에서는, 디퓨저(6)에서 나온 유동(F3)이 모터 하우징(3)의 외부로 바로 유동(F4)(이하 편의상 '외부유동')한다.

이를 위하여, 디퓨저(6) 특히 베인(64)에서 나온 유동이 모터(2)의 외측으로 유동하도록 할 수 있다. 일 예로서, 모터 하우징(3)에는 외측으로 연장되는 결합부(34)가 구비될 수 있으며, 상기 결합부(34)에 개구부(342)가 구비될 수 있다. 상기 개구부(342)에 대응하여 디퓨저(6)의 베인(64)이 위치할 수 있다.

이렇게 하면, 디퓨저(6)의 베인(64)에서 안내된 유동(F3)이 결합부(34)의 개구부(342)를 통하여 모터 하우징(3)의 외부로 바로 유동(F4)할 수 있다.

다음으로, 도 5 및 도 6을 참조하여, 방열유로의 일 예를 설명한다.

방열유로는 디퓨저(6)에서 나온 유동이 모터(2) 내부로 유입하는 유동(이하 편의상 '내부유동') 이다. 따라서, 방열유로에서는, 디퓨저(6)에서 나온 유동이 모터(2)의 내부로 유입될 수 있도록 하여야 한다.

상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5에 도시한 바와 같이, 디퓨저(6)와 모터(2)의 상부 사이에 틈새(C)가 존재할 수 있다. 예를 들어, 디퓨저(6)와 모터 브라켓(4)의 사이에 틈새(C)가 존재할 수 있다. 디퓨저(6)를 나온 유동(F3)의 일부(F3-1)는 틈새(C)를 통하여 모터의 내부로 유동한다.

도 6에 도시한 바와 같이, 디퓨저(6)를 나온 유동의 일부(F3-1)가 가이드(443)에 의하여 모터(2) 내부로 효과적으로 안내될 수 있다. 디퓨저(6)를 나온 유동의 일부(F3-1)가 가이드(443)에 부딪치면서 유동의 방향이 변경되어, 모터(2)의 내부로 효과적으로 유입될 수 있다.

모터(2) 내부로 들어온 유동(F3-2)은 모터(2)의 내부를 통과한 후에 모터(2)의 하부에서 외부로 배출된다.

상술한 바와 같이, 본 실시예에서는, 디퓨저(6)를 나온 유동이 메인유로와 방열유로로 구분되어 유동한다.

따라서, 본실시예에 의하면, 방열유로의 유동에 의하여 모터를 방열할 수 있다. 즉, 냉각핀, 냉각팬 등과 같은 별도의 냉각수단을 사용하지 않고도 모터를 효율적으로 방열시킬 수 있다. 또한, 메인유로의 유동은 바로 청소기의 필터 등으로 유동하므로, 유로효율이 향상되고 따라서 팬모터의 효율이 향상된다.

한편, 방열효과 및 팬모터효율을 향상시키려면, 메인유로 및 방열유로를 각각 최대한 구분하는 것이 바람직하다. 또한 디퓨저(6)를 나온 한정된 유량을 메인유로 및 방열유로에 적절히 분배해주는 것이 바람직하다.

왜냐하면, 모터 방열을 위하여, 방열유로의 유동의 유량을 적절히 조절하는 것이 바람직하기 때문이다. 또한, 팬모터 효율을 위하여, 메인유로의 유동의 유로손실을 줄여 외부유동이 잘 빠져 나가게 하는 것이 바람직하기 때문이다.

그런데, 본 실시예에서는, 방열유로의 유동이 모터의 밖으로 재방출되는 경우가 있을 수 있다. 그 이유를 설명하면 다음과 같다.

도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 디퓨저(6)와 모터(2)의 상부 사이의 틈새(C)가 모두 개방되어 있다. 따라서, 모터 내부로 유입된 유동(F3-1)의 일부는 계속해서 모터의 내부로 유동(F3-2)하지만, 다른 일부(F3-3)는 모터의 외부로 재방출될 수 있다.

그런데, 내부유동의 일부가 모터의 외부로 재방출되면, 모터 내부로 들어가는 유동의 양이 적어진다. 따라서 모터 내부의 유속이 작아져 모터 방열효과도 감소할 수 있다. 또한, 내부유동 중 모터의 외부로 재방출된 유동이 원래의 외부유동을 방해할 수 있고, 따라서 유로효율이 감소할 수 있다.

도 7을 참조하여, 본 발명에 따른 팬모터의 디퓨저의 다른 실시예를 설명한다.

본 실시예도 상술한 실시예와 기본 원리는 동일하다. 다만, 본 실시예에서는 메인유로와 방열유로를 보다 확실하게 구분할 수 있는 구조를 제안한다. 본 실시예에서는 상술한 실시예의 팬모터 유로의 전체 구조는 유지하면서 디퓨저의 허브의 구조를 변경하는 것을 제안한다.

본 실시예에 따르면, 내부유동과 외부유동의 간섭을 확실하게 방지할 수 있다. 따라서 모터 방열효과도 증가시키고 동시에 메인유로의 효율도 증가시킬 수 있다.

본 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

디퓨저(4)의 허브는 소정길이 하방으로 연장되는 연장부(652a)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 허브의 외둘레 측면(652)에 연장부(652a)가 구비될 수 있다. 연장부(652a)는 베인(64)의 하단의 위치부터 하부로 소정길이 연장될 수 있다. 그리고, 연장부(652a)의 소정 위치에는 개구부(652b)가 구비될 수 있다.

한편, 연장부(652a)는 모터 브라켓(4)의 하측까지 연장될 수 있다. 또한 연장부(652a)는 가이드(443)의 상측에 인접하도록 연장될 수 있다. 또한, 개구부(652b)는 가이드(443)에 대응하는 위치에 구비될 수 있다. 개구부(652b) 및 가이드(443)는 소정 갯수 구비될 수 있다.

이렇게 구성하면, 모터 내부로 유동이 들어가는 부분이 360도 방향으로 모두 뚫려 있지 않고 한정적으로 존재한다. 즉 디퓨저의 개구부(652b)만이 모터 내부로의 유동의 입구가 된다. 또한, 개구부(652b)로 들어간 내부유동은 모터 밖으로 재방출되지 않는다.

도 8 및 도 9를 참조하여, 본 실시예의 작용을 설명한다.

디퓨저(6)와 모터 브라켓(4)의 사이의 틈새(C) 중에 디퓨저(6)의 허브에 구비된 개구부(652b)만이 모터(2) 내부로의 유동의 입구가 된다.

따라서, 디퓨저(4)에서 나온 유동의 일부(F3-1a)는 개구부(652b)를 통하여 모터(2)의 내부로 유입된다. 또한 개구부(652b)에 대응하여 가이드(443)가 구비된다. 따라서 디퓨저(6)를 나온 유동의 일부(F3-1a)는 가이드(443)에서 안내되어, 모터의 내부로 효율적으로 유입된다.

또한, 개구부(652b)가 디퓨저(6)의 베인(64)의 직후에 존재하므로, 모터의 내부로 들어가는 유동은 환류유동이 아닌 아래방향으로 넣어 주는 형태의 유동이 된다.

도 9에 도시한 바와 같이, 본 실시예에서는, 모터(2) 내부로 유입된 유동(F3-1a)이 모터 밖으로 재방출되지 않고 모두 모터 내부로 들어간다(F3-2). 따라서 모터 내부의 유량 및 유속이 증가한다.

모터 내부로 들어온 유동(F3-2)은 모두 모터 아래쪽으로 빠져나가면서 모터를 방열한다. 따라서, 같은 조건이라면, 상술한 실시예보다 모터 방열효과가 증가한다.

또한, 모터 내부로 유입된 유동(F3-2)이 모터 밖으로 재방출되지 않는다. 따라서 메인유로의 유동이 방해되지 않는다. 따라서, 메인유로의 유동은 자연스러운 유동이 되며 유로손실이 생기지 않는다. 따라서, 메인유로의 유량 및 유로효율이 증가하고, 이에 따라 팬모터의 흡입력이 증가한다. 즉, 팬모터 유동을 안정시켜 유로손실을 줄이고, 전체 팬모터의 효율이 상승된다.

한편, 본 실시예는 임펠러 및 디퓨저의 종류에 상관없이 적용 가능하다. 예를 들어, 본 실시예의 원리는 원심형 임펠러 및/또는 축류형 디퓨저의 경우에도 적용 가능하다.

그 외에 설명되지 않은 부분은 위에서 설명한 실시예의 사항이 동일하게 적용될 수 있다. 또한, 서로 배치되는 사항이 아니라면, 특별한 언급이 없더라도, 어느 한 실시예에서 설명한 기술적 사항은 다른 실시예에서 동일하게 적용될 수 있다.

상술한 실시예 및 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 사용된 것이다. 따라서, 본 발명은 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하며, 이러한 수정 및 변형의 본 발명의 범주이다.

예를 들어, 상술한 실시예에서는 사류형 임펠러, 축류사류형 디퓨저를 가지는 팬모터를 예를 들어 설명하였다. 그런데, 원심형 임펠러를 가지는 팬모터에서도 축류사류형 디퓨저를 적용하는 것이 가능하다. 또한, 축류형 디퓨저를 가지는 팬모터에서도 사류형 임펠러를 사용하는 것이 가능하다.

또한, 예를 들어, 상술한 실시예에서는 청소기용 팬모터를 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상술한 팬모터의 청소기 이외의 가전제품, 자동차 등에 사용하는 것도 가능하다.

2 : 모터 3 : 모터 하우징
4 : 모터 브라켓 5 : 임펠러
6 : 디퓨저 7 : 임펠러 하우징

Claims

모터를 수용하는 모터 하우징;
상기 모터 하부징의 상측에 배치되는 모터 브라켓;
상기 모터의 축에 결합되는 임펠러;
상기 모터와 상기 임펠러의 사이에 배치되며, 다수의 베인과, 상기 베인을 구비하는 허브를 가지는 디퓨저;
상기 허브의 하단에서 하측으로 연장되어 형성되며, 개구부가 구비되는 연장부;
상기 개구부에 대응하는 위치에 구비되는 가이드; 및
상기 임펠러 및 상기 디퓨저를 수용하며, 상기 모터 하우징에 결합되는 임펠러 하우징를 포함하며,
상기 디퓨저를 나온 유동의 일부는 상기 다퓨저의 상기 연장부에 구비된 상기 개구부를 통하여 상기 모터 하우징의 내부로 유동하는 팬모터.
제1항에 있어서, 상기 디퓨저의 허브의 외둘레면에 상기 베인이 구비되는 것을 특징으로 하는 팬모터.
제2항에 있어서, 상기 디퓨저의 허브의 외둘레면의 측면에는 축류형 베인이 구비되며, 상기 디퓨저의 허브의 외둘레면의 상면에는 사류형 베인이 구비되는 것을 특징으로 하는 팬모터.
제2항에 있어서, 상기 베인은 상기 디퓨저의 허브의 외둘레면의 하단에서 상측으로 소정 거리 이격되어 구비되는 것을 특징으로 하는 팬모터.
제4항에 있어서, 상기 모터 브라켓에 상기 가이드가 구비되는 것을 특징으로 하는 팬모터.
제5항에 있어서, 상기 가이드는 상기 모터 브라켓에서 내측으로 연장되어 구비되며, 상기 연장부의 하단은 상기 가이드에 인접하는 것을 특징으로 하는 팬모터.
제6항에 있어서, 상기 모터 브라켓은, 베어링 하우징과, 상기 베어링 하우징의 외측에 위치하는 지지부와, 상기 베어링 하우징과 상기 지지부를 연결하는 브릿지를 포함하며, 상기 가이드는 상기 지지부에서 내측으로 연장되어 구비되는 것을 특징으로 하는 팬모터.
제7항에 있어서, 상기 모터 브라켓은, 상기 지지부의 내측에 위치하는 보조 지지부을 더욱 포함하며, 상기 가이드는 상기 지지부와 상기 보조 지지부의 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 팬모터.
제8항에 있어서, 상기 가이드에는 나사 체결홈이 구비되며, 상기 모터 하우징에는 이에 대응하는 나사 체결홈이 구비되는 것을 특징으로 하는 팬모터.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 임펠러 하우징은 하부에서 반경방향으로 연장되는 결합부를 가지며,
상기 모터 하우징은 상기 모터를 수용하는 바디, 상기 바디의 상부에서 반경방향으로 연장되는 결합부 및 상기 결합부에 구비되는 개구부를 가지며,
상기 임펠러 하우징의 결합부 및 상기 모터 하우징의 결합부가 결합되어, 상기 디퓨저를 나오는 공기의 일부는 상기 디퓨저의 허브의 연장부의 개구부를 통하여 상기 모터 하우징의 내부로 흐르며 다른 일부는 상기 모터 하우징의 개구부를 통하여 상기 모터 하우징의 외부로 흐르는 것을 특징으로 하는 팬모터.
제10항에 있어서, 상기 디퓨저의 허브의 외경은 상기 임펠러의 하부의 외경에 대응하고, 상기 디퓨저의 사류형 베인은 상기 임펠러의 공기 출구에 인접하게 배치되어, 상기 임펠러에서 나오는 공기는 유로 손실없이 상기 디퓨저의 사류형 베인으로 안내되는 것을 특징으로 하는 팬모터.
제1항에 있어서, 상기 임펠러는 사류형인 것을 특징으로 하는 팬모터.