KR20230126042A

KR20230126042A - 실링팬

Info

Publication number: KR20230126042A
Application number: KR1020220023072A
Authority: KR
Inventors: 양승덕; 정재혁; 김주현; 최석호
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2022-02-22
Filing date: 2022-02-22
Publication date: 2023-08-29
Also published as: US11835051B2; US20230265855A1; DE102023104206A1

Abstract

본 발명은 컬럼 상기 컬럼에 결합되고, 상기 컬럼에 대해 회전가능한 허브케이스 및 상기 허브케이스에 배치된 복수개의 블레이드를 포함하고, 상기 각 블레이드는, 일측이 상기 허브케이스에 결합되는 어퍼 블레이드, 일측이 상기 허브케이스에 결합되고, 상기 어퍼 블레이드와 이격되어 배치된 제2 블레이드 및 상기 어퍼 블레이드의 타단과 상기 로어 블레이드의 타단을 연결하는 앤드 팁을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

실링팬{Ceiling fan}

본 발명은 천장에 설치되는 실링팬에 관한 것이다.

천장에 설치되어 공기 유동을 발생시키는 장치를 실링팬(Ceiling fan)이라 한다.

상기 실링팬은 에어컨이나 일반적인 선풍기 보다 전력소모가 적고, 천장에 설치되어 바닥을 향해 공기를 유동시키기 때문에, 실내공기를 효과적으로 대류시킬 수 있다.

즉, 상기 실링팬은 사용자보다 높은 위치인 천장에서 상대적으로 큰 용량으로 공기를 강제로 대류시킬 수 있다.

일반적으로 실링팬은 동력을 제공하는 구동모터와 상기 구동모터의 축에 연결된 다수의 블레이드를 포함한다.

한국 공개특허 10-2019-0140865호(이하 종래기술이 한다.)에는 실링팬이 개시되어 있다.

종래 기술에 따른 실링팬은 메인블레이드와 서브블레이드를 구비하고 있다.

그러나 종래 기술에 따른 실링팬은 메인블레이드 일부를 절개하고, 메인블레이드 내부에 서브블레이드를 배치하기 때문에, 서브블레이드의 회전을 통해 발생되는 양력이 제한적일 수 밖에 없는 문제점이 있었다.

특히, 허브에서 가까운 블레이드 부분에서 풍량에 줄어들게 되고 전체 풍량이 줄어드는 문제점을 야기한다.

본 발명은 양력을 극대화하여 풍량을 증가시킬 수 있는 실링팬을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 풍량을 극대화한 이중 날개의 떨림을 억제하고 날개들 사이의 간극을 유지하는 실링팬을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 날개의 끝단에서 발생되는 소용돌이과 유도항력을 줄이는 실링팬을 제공하는데 목적이 있다.

상기 어퍼 블레이드는 상기 로어 블레이드 보다 높은 위치에 배치될 수 있다.

상기 어퍼 블레이드와 상기 로어 블레이드는 상기 허브케이스의 축방향에서 일부 영역이 중첩되는 중첩 영역을 가질 수 있다.

상기 중첩 영역의 폭은 상기 어퍼 블레이드 및 상기 로어 블레이드의 폭 보다 작을 수 있다.

상기 중첩 영역의 폭은 상기 어퍼 블레이드와 상기 로어 블레이드의 상기 축방향 이격거리보다 클 수 있다.

상기 중첩 영역의 폭은 상기 어퍼 블레이드 및 상기 로어 블레이드의 두께 보다 클 수 있다.

상기 앤드 팁은, 상기 허브케이스의 회전축을 중심에서 반경방향으로 연장된 선과 직교하는 방향으로 연장될 수 있다.

상기 어퍼 블레이드와 상기 로어 블레이드는 반경방향으로 연장되고, 상기 앤드 팁은 상기 반경 방향과 직교하는 방향으로 연장될 수 있다.

상기 엔드 팁은, 상기 어퍼 블레이드의 일부와 반경 방향에서 중첩되는 제1 팁 영역과, 상기 로어 블레이드와 상기 반경 방향에서 중첩되는 제2 팁 영역을 포함할 수 있다.

상기 제1 팁 영역의 폭은 상기 제2 팁 영역의 폭 보다 작을 수 있다.

상기 어퍼 블레이드와 상기 로어 블레이드는 상기 허브케이스의 축방향에서 일부 영역이 중첩되는 중첩 영역을 가지고, 상기 제2 팁 영역은 상기 중첩 영역과 상기 반경 방향에서 중첩될 수 있다.

상기 제2 팁 영역의 폭은 상기 중첩 영역의 높이와 상기 어퍼 블레이드의 두께와, 상기 로어 블레이드의 두께를 합한 값 보다 같거나 클 수 있다.

상기 제2 팁 영역의 폭은 상기 제1 팁 영역과의 경계에서 점진적으로 증가될 수 있다.

상기 엔드 팁의 수직 방향 폭은 전방에서 후방 방향으로 증가하다가 다시 감소할 수 있다.

상기 어퍼 블레이드의 적어도 일부는 상기 어퍼 블레이드의 하방에 곡률반경의 중심이 위치되는 곡률을 가질 수 있다.

상기 로어 블레이드의 적어도 일부는 상기 로어 블레이드의 하방에 곡률반경의 중심이 위치되는 곡률을 가질 수 있다.

상기 로어 블레이드의 출구각은 상기 어퍼 블레이드의 입구각 보다 작을 수 있다.

상기 로어 블레이드의 입구각은 상기 어퍼 블레이드의 출구각과 동일할 수 있다.

상기 앤드 팁은 반경 방향과 교차되는 면을 정의하고, 상기 어퍼 블레이드 및 상기 로어 블레이드와 연결되는 제1 플레이트와, 상기 제1 플레이트와 연결되고, 상기 제1 플레이트와 교차되는 면을 정의하는 제2 플레이트를 포함할 수 있다.

상기 제2 플레이트는 상기 제1 플레이트의 상단에 연결될 수 있다.

첫째, 본 발명의 실시예에 따른 블레이드는 2중 단면 날개(tandem blade)를 구성하기 때문에 1개의 정압면 및 부압면을 갖는 블레이드보다 더 큰 양력을 형성시킬 수 있고, 이를 통해 동일한 출력에서 풍량을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.

둘째, 본 발명은 2개의 날개들의 외측단을 연결하는 앤드 팁을 포함하여서, 2개의 날개에서 발생하는 진동을 줄일 수 있고, 2개의 날개가 서로 다른 주파수로 진동하면서 간극이 변하게 되면서 생기는 박리 지연을 개선할 수 있는 장점이 있다.

셋째, 본 발명은 2개의 날개들의 외측단을 연결하는 앤드 팁을 포함하여서, 각 날개의 끝단에서 발생되는 소용돌이과 유도항력을 줄이며, 2개의 날개 사이의 간격을 일정하게 유지하는 장점이 있다.

넷째, 본 발명은 2개의 블레이드가 서로 중첩되는 중첩 영역을 가져서, 풍량을 극대화 화면서도, 2개의 블레이드의 뒤틀림을 더욱 억제할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실링팬이 도시된 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 블레이드를 도시한 사시도이다.
도 3는 도 2에 도시된 블레이드의 3-3' 선을 취한 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 블레이드를 반경 방향에서 바라본 사시도이다.
도 5는 도 3에서 공기유동이 도시된 예시도이다.
도 6는 비교예와 실시예의 효율을 비교한 실험 데이터이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 앤드 팁을 도시한 도면이다.
도 8은 도 7의 앤드 팁을 도 7과 다른 방향에서 바라본 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 앤드 팁을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 앤드 팁을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 앤드 팁을 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (A), (B) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실링팬이 도시된 사시도이다.

도 1 을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 실링팬(1)은 천장에 고정되는 컬럼(10)과, 컬럼(10)의 하측에 배치되고, 컬럼(10)에 대해 회전가능한 허브케이스(20)와, 허브케이스(20)에 배치되고, 컬럼(10)을 중심으로 방사상으로 배치된 복수개의 블레이드(100)와, 허브케이스(20) 내부에 배치되고, 컬럼(10) 측에 고정되며, 허브케이스(20)에 회전력을 제공하는 모터(미도시)를 포함한다.

컬럼(10)은 상하 방향으로 길게 연장될 수 있다. 컬럼(10)의 상단은 천장에 고정되고, 컬럼(10)의 하단은 허브케이스(20)에 결합된다. 컬럼(10)의 하단은 허브케이스(20)와 상대 회전 가능하게 배치된다.

허브케이스(20)는 컬럼(10)에 대해 회전될 수 있다. 허브케이스(20)는 원통형으로 형성되고, 블레이드(100)는 허브케이스(20)에 결합된다.

블레이드(100)는 허브케이스(20)의 외주면에서 반경방향 외측으로 돌출되게 배치된다.

블레이드의 축방향에서 볼 때, 블레이드(100)는 컬럼(10)을 중심으로 방사상으로 배치된다. 본 실시예에서 블레이드(100)는 5개가 배치된다. 본 실시예와 달리 블레이드(100)의 개수는 변경될 수 있다.

여기서, 블레이드의 축 방향은 도 1을 기준으로 상항방향과 나란할 수 있다.

구분이 필요할 경우, 5개의 블레이드(100)를 제 1 블레이드 내지 제 5 블레이드로 구분할 수 있다. 이하에서는 블레이드에 대해 상술한다.

도 2는 도 1에 도시된 블레이드를 도시한 사시도, 도 3는 도 2에 도시된 블레이드의 3-3' 선을 취한 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 블레이드(100)는, 일측이 허브케이스(20)에 결합되는 어퍼 블레이드(111), 일측이 허브케이스(20)에 결합되고, 어퍼 블레이드(111)와 이격되어 배치된 제2 블레이드 및 어퍼 블레이드(111)의 타단과 로어 블레이드(112)의 타단을 연결하는 앤드 팁(130)을 포함한다.

블레이드(100)가 단일 날개로 구성되는 경우, 날개의 중심 부분은 1회전 당 이동거리가 작기 때문에 충분한 풍량을 얻을 수 없는 문제점이 존재한다. 따라서, 이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명은 각 블레이드(100)을 어퍼 블레이드(111)와 로어 블레이드(112)의 이중 구조를 사용하였다.

어퍼 블레이드(111)와 로어 블레이드(112)는 서로 이격되어 배치될 수 있다. 어퍼 블레이드(111)와 로어 블레이드(112)는 서로 상하로 이격되고, 좌우로는 서로 일부 영역이 중첩되게 배치될 수 있다.

구체적으로, 어퍼 블레이드(111)의 후단과, 로어 블레이드(112)의 전단이 상하 방향으로 중첩되고 배치되고, 어퍼 블레이드(111)는 로어 블레이드(112) 보다 높은 위치에 배치될 수 있다.

여기서, 전방은 도 2 및 도 3에 표시된 방향으로, 상하 방향 및 반경방향과 직교하는 방향이다. 블레이드(100)는 전방방향으로 회전한다.

더욱 구체적으로, 어퍼 블레이드(111)는 축방향과 교차되는 면을 정의하는 제1 부압면(1111)과, 축방향과 교차되는 면을 정의하고, 제1 부압면(1111) 보다 아래에 위치된 제1 정압면(1113)과, 제1 부압면(1111)과 제1 정압면(1113)을 연결하는 제1 리딩 에지(1115)와, 제1 부압면(1111)과 제1 정압면(1113)을 연결하고 제1 리딩 에지(1115) 보다 후방에 배치되는 제1 트레일링 에지(1117)를 포함할 수 있다.

로어 블레이드(112)는 축방향과 교차되는 면을 정의하는 제2 부압면(1121)과, 축방향과 교차되는 면을 정의하고, 제2 부압면(1121) 보다 아래에 위치된 제2 정압면(1123)과, 제2 부압면(1121)과 제2 정압면(1123)을 연결하는 제2 리딩 에지(1125)와, 제2 부압면(1121)과 제2 정압면(1123)을 연결하고 제2 리딩 에지(1125) 보다 후방에 배치되는 제2 트레일링 에지(1127)를 포함할 수 있다.

어퍼 블레이드(111)의 제1 트레일링 에지(1117)에 인접한 영역과, 로어 블레이드(112)의 제2 리딩 에지(1125)에 인접한 영역이 상하 방향으로 중첩되고 배치된다.

다르게 설명하면, 어퍼 블레이드(111)와 로어 블레이드(112)는 허브케이스(20)의 축방향에서 일부 영역이 중첩되는 중첩 영역(115)을 가질 수 있다. 이러한 중첩 영역(115)을 형성하여서, 어퍼 블레이드(111)와 로어 블레이드(112)의 뒤뜰림을 방지하고 풍량을 증가시킬 수 있다.

중첩 영역(115)의 폭(W4)은 어퍼 블레이드(111) 및 로어 블레이드(112)의 폭(W2) 보다 작을 수 있다. 중첩 영역(115)의 폭(W4)은 어퍼 블레이드(111) 및 로어 블레이드(112)의 폭(W2) 보다 크면, 블레이드의 제조 비용과 블레이드의 무게가 너무 증가되기 때문이다.

바람직하게는, 중첩 영역(115)의 폭(W4)은 어퍼 블레이드(111) 및 로어 블레이드(112)의 폭(W2) 대비 10% 내지 20% 일 수 있다.

중첩 영역(115)의 폭(W4)은 어퍼 블레이드(111)와 로어 블레이드(112)의 축방향 이격거리보다 클 수 있다. 바람직하게는, 중첩 영역(115)의 폭(W4)은 어퍼 블레이드(111)와 로어 블레이드(112)의 축방향 이격거리 2배 내지 5배 일 수 있다.

중첩 영역(115)의 폭(W4)은 어퍼 블레이드(111) 및 로어 블레이드(112)의 두께 보다 클 수 있다. 중첩 영역(115)의 폭(W4)이 어퍼 블레이드(111) 및 로어 블레이드(112)의 두께 보다 작으면, 블레이드의 뒤틀림이 방지되지 않고, 풍량 증대 효과가 크지 않기 때문이다.

중첩 영역(115)의 높이(H1)(어퍼 블레이드(111)와 로어 블레이드(112)의 축방향 이격거리)는 어퍼 블레이드(111)의 두께 및 로어 블레이드(112)의 두께 보다 클 수 있다. 바람직하게는, 중첩 영역(115)의 높이(H1)는 어퍼 블레이드(111)의 두께 및 로어 블레이드(112)의 두께 대비 1.5배 내지 3배 일 수 있다.

중첩 영역(115)의 높이(H1)가 너무 크면, 전체 블레이드의 두께가 너무 두꺼워져서 팬의 크기가 증가되는 문제점이 존재하고, 중첩 영역(115)의 높이(H1)가 어퍼 블레이드(111)의 두께 및 로어 블레이드(112)이 두께 보다 작으면, 어퍼 블레이드(111)의 제1 정압면(1113)을 따라 흐르는 공기가 중첩 영역(115)을 통해 충분히 빠져나오지 못해, 로어 블레이드(112)에 양력을 제공하지 못하기 때문이다.

중첩 영역(115)은 축방향과 직교하는 반경방향으로 연장될 수 있다. 중첩 영역(115)은 축 방향에서 보아 어퍼 블레이드(111)의 제1 리딩 에지(1115)와 로어 블레이드(112)의 제2 트레일링 에지(1127) 사이의 중심에 배치될 수 있다.

어퍼 블레이드(111)와 로어 블레이드(112)는 동일한 길이를 가질 수 있다. 이는, 어퍼 블레이드(111)와 로어 블레이드(112)의 길이가 틀리면 앤드 팁(130)과 연결 지점이 달라져서 제조가 어렵게 되고, 풍량과 효율이 조절이 어렵기 때문이다.

어퍼 블레이드(111)와 로어 블레이드(112)의 수직 단면은 에어포일 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 어퍼 블레이드(111)와 로어 블레이드(112)는 축 방향에 대해 경사를 가질 수 있다.

구체적으로, 어퍼 블레이드(111)와 로어 블레이드(112)는 전방에서 후방으로 갈수록 하향 경사지게 배치될 수 있다. 즉, 제1 리딩 에지(1115)는 제1 트레일링 에지(1117) 보다 상부에 위치되고, 제2 리딩 에지(1125)는 제2 트레일링 에지(1127) 보다 상부에 위치될 수 있다.

어퍼 블레이드(111)의 경사각은 로어 블레이드(112)의 경사각 보가 크거나 같을 수 있다. 어퍼 블레이드(111)의 경사각은 제1 리딩 에지(1115)와 제1 트레일링 에지(1117)를 연결한 임의의 선과 축방향이 이루는 각도를 의미한다.

로어 블레이드(112)의 출구각(A2)은 어퍼 블레이드(111)의 입구각(A1) 보다 작을 수 있다.

로어 블레이드(112)의 입구각(A4)은 어퍼 블레이드(111)의 출구각(A3)과 동일할 수 있다. 로어 블레이드(112)의 입구각(A4)과 어퍼 블레이드(111)의 출구각(A3)이 동일한 각도를 가지면, 로어 블레이드(112)와 어퍼 블레이드(111)가 하나의 날개처럼 작동하여서 공기 저항을 줄일 수 있은 이점이 존재한다.

어퍼 블레이드(111)의 입구각(A1)은 90도에 가까운 예각을 가질 수 있다. 바람직하게는, 어퍼 블레이드(111)의 입구각(A1)은 80도 내지 87일 수 있다.

로어 블레이드(112)의 출구각(A2)은 45도에 가까운 예각을 가질 수 있다. 바람직하게는, 로어 블레이드(112)의 출구각(A2)은 20도 내지 45도일 수 있다.

로어 블레이드(112)의 입구각(A4)은 90도에 가까운 예각을 가질 수 있다. 바람직하게는, 로어 블레이드(112)의 입구각(A4)은 65도 내지 80도일 수 있다.

어퍼 블레이드(111)의 출구각(A3)은 90도에 가까운 예각을 가질 수 있다. 바람직하게는, 어퍼 블레이드(111)의 출구각(A3)은 65도 내지 80도일 수 있다.

어퍼 블레이드(111)는 곡률을 가질 수 있다. 구체적으로, 어퍼 블레이드(111)는 곡률반경의 중심(C1)이 어퍼 블레이드(111) 보다 하방에 위치되는 곡률을 가질 수 있다. 따라서, 어퍼 블레이드(111)는 상부로 볼록한 형상을 가질 수 있다. 어퍼 블레이드(111)의 곡률반경(R1)은 전방에서 후방으로 갈수록 커질 수 있다.

로어 블레이드(112)는 곡률을 가질 수 있다. 구체적으로, 로어 블레이드(112)는 곡률반경의 중심(C2)이 로어 블레이드(112) 보다 하방에 위치되는 곡률을 가질 수 있다. 따라서, 로어 블레이드(112)는 상부로 볼록한 형상을 가질 수 있다. 로어 블레이드(112)의 곡률반경(R2)은 전방에서 후방으로 갈수록 작아질 수 있다.

물론, 어퍼 블레이드(111)의 일부 영역 및 로어 블레이드(112)의 일부 영역에만 곡률이 형성될 수도 있다.

어퍼 블레이드(111)의 제1 리딩 에지(1115)는 제1 기준선(A1) 상에 위치될 수 있다. 제1 기준선(A1)은 직선으로 대략 반경 방향으로 연장되는 선이다. 로어 블레이드(112)의 제2 트레일링 에지(1127)는 제2 기준선(A2) 상에 위치될 수 있다. 제2 기준선(A2)은 직선으로 대략 반경 방향으로 연장되는 선이다.

제1 기준선(A1)과 제2 기준선(A2)은 평행할 수 있다. 또는, 제1 기준선(A1)과 제2 기준선(A2) 사이의 거리는 허브케이스(20)에서 멀어질수록 작아질 수 있다.

어퍼 블레이드(111)의 폭(W1)및 로어 블레이드(112)의 폭(W2)은 제1 기준선(A1)과 제2 기준선(A2) 사이의 거리의 50% 보다 클 수 있다. 더욱 바람직하게는, 어퍼 블레이드(111)의 폭(W1)및 로어 블레이드(112)의 폭(W2)은 제1 기준선(A1)과 제2 기준선(A2) 사이의 거리의 50% 보다 크고, 60% 보다 작을 수 있다.

또한, 중첩 영역(115)의 중심을 연결한 임의의 선은 제1 기준선(A1)과 제2 기준선(A2)의 중심에 위치될 수 있다. 중첩 영역(115)의 중심을 연결한 임의의 선은 제1 기준선(A1) 및 제2 기준선(A2)과 평행할 수 있다.

다른 예로, 중첩 영역(115)의 중심을 연결한 임의의 선은 반경 방향과 나란하게 배치되고, 제1 기준선(A1)과 제2 기준선(A2) 사이의 거리는 반경방향으로 갈수록 좁아질 수도 있다.

도 4는 도 2에 도시된 블레이드를 반경 방향에서 바라본 사시도이다. 도 2 내지 도 4를 참조하여 앤드 팁(130)에 대해 상술한다.

앤드 팁(130)은 어퍼 블레이드(111)의 타단과 로어 블레이드(112)의 타단을 연결한다. 따라서, 앤드 팁(130)이 어퍼 블레이드(111)의 타단과 로어 블레이드(112)의 타단을 연결하여서, 어퍼 블레이드(111)와 로어 블레이드(112)에서 발생하는 진동을 줄일 수 있고, 어퍼 블레이드(111)와 로어 블레이드(112)가 서로 다른 주파수로 진동하면서 간극이 변하게 되면서 생기는 박리 지연을 개선할 수 있는 장점이 있고, 어퍼 블레이드(111)와 로어 블레이드(112)의 끝단에서 발생되는 소용돌이과 유도항력을 줄이며, 어퍼 블레이드(111)와 로어 블레이드(112) 사이의 간격을 일정하게 유지하는 장점이 있다.

앤드 팁(130)은 앤드 팁(130)은 어퍼 블레이드(111)의 타단과 로어 블레이드(112)의 타단을 연결하는 다양한 형상을 가질 수 있다.

예를 들면, 앤드 팁(130)은 허브케이스(20)의 회전축을 중심에서 반경방향으로 연장된 선과 직교하는 방향(전후 방향)으로 연장될 수 있다. 앤드 팁(130)이 전후 방향으로 연장되게 되면, 어퍼 블레이드(111)와 로어 블레이드(112)가 회전하면서, 앤드 팁(130)의 이동방향과 앤드 팁(130)의 연장방향이 일치되어서, 앤드 팁(130)에서 발생하는 떨림을 방지할 수 있다.

물론, 다른 예로 도 9에서 도시하는 바와 같이, 앤드 팁(130)은 전후 방향과 경사각(A6)을 가질 수 있다. 구체적으로, 앤드 팁(130)의 전후 방향과 경사각(A6)은 3도 내지 10도 일 수 있다. 앤드 팁(130)의 전방단은 후방단 보다 허브케이스(20)의 중심에서 멀게 위치되도록 앤드 팁(130)의 경사가 형성될 수 있다.

앤드 팁(130)의 전방단은 후방단 보다 허브케이스(20)의 중심에서 멀게 위치되면, 앤드 팁(130)이 이동하면서 반경 방향으로 힘을 받아서, 어퍼 블레이드(111)와 로어 블레이드(112)를 반경 방향으로 잡아당기는 힘을 주므로, 어퍼 블레이드(111)와 로어 블레이드(112)의 떨림을 더욱 억제할 수 있다.

어퍼 블레이드(111)와 로어 블레이드(112)는 반경방향으로 연장되고, 앤드 팁(130)은 반경 방향과 직교하는 방향으로 연장될 수 있다.

앤드 팁(130)은 어퍼 블레이드(111)의 일부와 반경 방향에서 중첩되는 제1 팁 영역(131)과, 로어 블레이드(112)와 반경 방향에서 중첩되는 제2 팁 영역(133)을 포함할 수 있다.

제1 팁 영역(131)은 어퍼 블레이드(111)의 전단 및 중단과 연결되고, 제2 팁 영역(133)은 어퍼 블레이드(111)의 후단과 로어 블레이드(112) 전체와 연결될 수 있다. 제2 팁 영역(133)은 중첩 영역과 반경 방향에서 중첩될 수 있다.

제1 팁 영역(131)의 폭은 제2 팁 영역(133)의 폭은 제한이 없다. 여기서, 제1 팁 영역(131)의 폭은 제2 팁 영역(133)의 폭은 제1 팁 영역(131)의 수직 방향의 길이와, 제2 팁 영역(133)의 수직 방향의 길이를 의미한다.

바람직하게는, 제1 팁 영역(131)의 폭은 제2 팁 영역(133)의 폭 보다 작을 수 있다. 제1 팁 영역(131)의 폭이 제2 팁 영역(133)의 폭 보다 크거나 같으면, 어퍼 블레이드(111)가 결합되지 않는 영역까지 앤드 팁(130)이 확장되어서, 앤드 팁(130)의 자중이 증가되고, 실링팬의 효율이 저하되기 때문이다.

또한, 제2 팁 영역(133)의 폭은 중첩 영역(115)의 높이(H1)와 어퍼 블레이드(111)의 두께와, 로어 블레이드(112)의 두께를 합한 값 보다 같거나 클 수 있다. 바람직하게는, 제2 팁 영역(133)의 폭은 중첩 영역(115)의 높이(H1)와 어퍼 블레이드(111)의 두께와, 로어 블레이드(112)의 두께를 합한 값 보다 커서, 제2 팁 영역(133)의 상단이 어퍼 블레이드(111)의 상단 보다 위로 돌출될 수 있다.

제2 팁 영역(133)이 어퍼 블레이드(111)의 상단 보다 위로 돌출되게 되면, 제2 팁 영역(133)에 의해 어퍼 블레이드(111)와 로어 블레이드(112)의 회전이 가이드될 수 있다.

물론, 제1 팁 영역(131)의 상단은 어퍼 블레이드(111)의 상단 보다 위로 돌출될 수 있다. 제1 팁 영역(131)이 어퍼 블레이드(111)의 상단 보다 위로 돌출되게 되면, 제1 팁 영역(131)에 의해 어퍼 블레이드(111)와 로어 블레이드(112)의 회전이 가이드될 수 있다.

제2 팁 영역(133)의 폭은 제1 팁 영역(131)과의 경계(135)에서 점진적으로 증가될 수 있다. 제2 팁 영역(133)의 폭은 제1 팁 영역(131)과의 경계(135)에서 선형적 또는 비선형적으로 증가될 수 있다.

앤드 팁(130)의 수직 방향 폭은 전방에서 후방 방향으로 증가하다가 다시 감소할 수도 있다.

앤드 팁(130)은 플레이트 형상을 가질 수 있다. 앤드 팁(130)은 반경 방향의 길이가, 수직 방향의 길이 및 전후 방향의 길이 보다 작고, 수직 방향의 길이가 전후 방향의 길이 보다 작은 형상을 가질 수 있다.

앤드 팁(130)은 팁 상단부(136)와 팁 상단부(136)와 마주보고 팁 상단부(136)에서 아래로 이격된 팁 하단부(137)와, 팁 상단부(136)와 팁 하단부(137)와 연결되는 팁 전단부(138)와, 팁 상단부(136)와 팁 하단부(137)와 연결되고, 팁 전단부(138) 보다 후방에 위치되는 팁 후단부(139)를 포함할 수 있다.

팁 상단부(136)는 제1 영역의 상면을 형성하는 제1 팁 상단부(136a)와 제2 영역의 상면을 형성하는 제2 팁 상단부(136b)를 포함할 수 있다. 팁 하단부(137)는 제1 영역의 하면을 형성하는 제1 팁 하단부(137a)와 제2 영역의 하면을 형성하는 제2 팁 하단부(137b)를 포함할 수 있다.

제1 팁 상단부(136a) 및 제1 팁 하단부(137a)는 어퍼 블레이드(111)와 대응되는 곡률 반경을 가질 수 있다. 즉, 제1 팁 상단부(136a)와 제1 팁 하단부(137a)는 곡률을 가질 수 있다. 구체적으로, 제1 팁 상단부(136a)와 제1 팁 하단부(137a)의 곡률반경의 중심(미도시)은 제1 팁 상단부(136a)와 제1 팁 하단부(137a) 보다 하방에 위치되는 곡률을 가질 수 있다. 따라서, 제1 팁 상단부(136a)와 제1 팁 하단부(137a)는 상부로 볼록한 형상을 가질 수 있다. 제1 팁 상단부(136a)와 제1 팁 하단부(137a)의 곡률반경은 전방에서 후방으로 갈수록 커질 수 있다.

제2 팁 상단부(136b) 및 제2 팁 하단부(137b)는 로어 블레이드(112)와 대응되는 곡률 반경을 가질 수 있다. 즉, 제2 팁 상단부(136b)와 제2 팁 하단부(137b)는 곡률을 가질 수 있다. 구체적으로, 제2 팁 상단부(136b)와 제2 팁 하단부(137b)의 곡률반경의 중심(미도시)은 제2 팁 상단부(136b)와 제2 팁 하단부(137b) 보다 하방에 위치되는 곡률을 가질 수 있다. 따라서, 제2 팁 상단부(136b)와 제2 팁 하단부(137b)는 상부로 볼록한 형상을 가질 수 있다. 제2 팁 상단부(136b)와 제2 팁 하단부(137b)의 곡률반경은 전방에서 후방으로 갈수록 작아질 수 있다. 물론, 팁 상단부(136)와 팁 하단부(137)의 일부 영역에만 곡률이 형성될 수도 있다.

앤드 팁(130)은 축 방향에 대해 경사를 가질 수 있다. 앤드 팁(130)은 전방에서 후방으로 갈수록 하향 경사지게 배치될 수 있다. 즉, 팁 전단부(138)는 팁 후단부(139) 보다 상부에 위치될 수 있다. 앤드 팁(130)의 축 방향 경사는 팁 전단부(138)의 중심과 팁 후단부(139)의 중심을 연결선이 수직방향과 이루는 각도로 정의할 수 있다.

앤드 팁(130)은 전방에서 후방 방향으로 에어포일 형상으로 형성될 수 있다. 이에 대해서는 도 10 및 도 11에서 상술하도록 한다.

도 5를 참조하여 실링팬의 회전 시 공기유동을 살펴본다.

허브케이스(20)의 회전 시, 다수개의 블레이드(100)들도 함께 회전된다. 이때, 1개의 블레이드(100)를 기준으로 어퍼 블레이드(111)에 의해 가압된 공기는 로어 블레이드(112)로 유동될 수 있다.

구체적으로 어퍼 블레이드(111)의 제1 정압면(1113)에서 가압된 공기는 중첩 영역(115)을 통해 로어 블레이드(112)의 제2 부압면(1121)으로 유동될 수 있고, 로어 블레이드(112)의 제2 부압면(1121)을 따라 하측을 향해 유동된 후 로어 블레이드(112)의 제2 트레일링 에지(1127)에서 박리되어 하측으로 토출될 수 있다.

또한 로어 블레이드(112)의 제2 정압면(1123)에서 가압된 공기는 후 로어 블레이드(112)의 제2 트레일링 에지(1127)에서 박리되어 하측으로 토출될 수 있다.

이와 같이 본 실시예에 따른 블레이드(100)는 부분 2중 단면 날개(tandem blade)를 구성하기 때문에 1개의 정압면 및 부압면을 갖는 블레이드보다 더 큰 양력을 형성시킬 수 있고, 허브케이스(20)에서 먼 영역의 뒤틀림을 효과적으로 방지할 수 있다.

도 6는 이중 날개의 길이 대비 팬의 효율을 도시된 도면이다.

도 6을 참조하면, 비교예는 단일 날개를 가지는 실링팬이다.

실시예의 경우, 비교예 보다 낮은 회전수에서 높은 효율을 나타낸다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 앤드 팁(130)을 도시한 도면이고, 도 8은 도 7의 앤드 팁(130A)을 도 7과 다른 방향에서 바라본 도면이다.

도 7 및 도 8은 도 2의 실시예와 비교하면, 앤드 팁(130A)의 형상에 차이점이 존재한다. 이하, 도 2의 실시예와 차이점을 위주로 설명한다.

도 7의 실시예에 따른 앤드 팁(130)은 2개의 판이 연결된 형태를 취할 수 있다. 즉, 앤드 팁(130)은 반경 방향과 교차되는 면을 정의하고, 어퍼 블레이드(111) 및 로어 블레이드(112)와 연결되는 제1 플레이트(131, 133)와, 제1 플레이트(131, 133)와 연결되고, 제1 플레이트(131, 133)와 교차되는 면을 정의하는 제2 플레이트(132)를 포함할 수 있다.

제2 플레이트(132)는 제1 플레이트(131, 133)의 상단에 연결될 수 있고, 제2 플레이트(132)의 수평 방향 길이 제1 플레이트(131, 133)의 수직 방향 길이 보다 작을 수 있다.

제2 플레이트(132)는 제1 플레이트(131, 133)의 강성을 보강하여서, 어퍼 블레이드(111)와 로어 블레이드(112)의 떨림을 더욱 억제할 수 있게 된다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 앤드 팁(130B)을 도시한 도면이다.

도 9는 도 2의 실시예와 비교하면, 앤드 팁(130B)의 배치에 차이점이 존재한다. 이하, 도 2의 실시예와 차이점을 위주로 설명한다.

앤드 팁(130)은 전후 방향과 경사각(A6)을 가질 수 있다. 구체적으로, 앤드 팁(130)의 전후 방향과 경사각(A6)은 3도 내지 10도 일 수 있다. 앤드 팁(130)의 전방단은 후방단 보다 허브케이스(20)의 중심에서 멀게 위치되도록 앤드 팁(130)의 경사가 형성될 수 있다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 앤드 팁(130C)을 도시한 도면이다.

도 10은 도 2의 실시예와 비교하면, 앤드 팁(130C)의 형상에 차이점이 존재한다. 이하, 도 2의 실시예와 차이점을 위주로 설명한다.

도 10의 실시예의 앤드 팁(130C)은 전방에서 후방 방향으로 에어포일 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 제1 팁 영역(131)의 전단(138)의 수직 방향 폭은 점진적으로 증가될 수 있고, 제2 팁 영역(133)의 후단(139)의 수직방향 폭은 점진적으로 폭이 감소될 수 있다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 앤드 팁(130D)을 도시한 도면이다.

도 11은 도 2의 실시예와 비교하면, 앤드 팁(130D)의 형상에 차이점이 존재한다. 이하, 도 2의 실시예와 차이점을 위주로 설명한다.

도 10의 실시예의 앤드 팁(130D)은 전방에서 후방 방향으로 에어포일 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 앤드 팁(130)의 전단(138)의 수직 방향 폭은 점진적으로 증가될 수 있고, 앤드 팁(130)의 후단(139)의 수직방향 폭은 점진적으로 폭이 감소될 수 있다.

도 10의 실시예는 도 2의 실시예와 비교하면 제1 팁 영역(131)과 제2 팁 영역(133)의 두께가 계단식으로 차이가 나지 않고 하나의 유선형으로 이어진다.

앤드 팁(130)의 수직 방향 폭은 전후 방향으로 갈수록 증가하다가 앤드 팁(130)의 후단에서 점진적으로 감소하는 형상을 가진다.

앤드 팁(130)이 에어포일 형상으로 형성되면, 앤드 팁(130)에 의해 발생되는 공기 저항을 줄이고, 실링팬의 효율을 향상시킬 수 있다.

10 : 컬럼 20 : 허브케이스
100 : 블레이드 111 : 어퍼 블레이드
112 : 로어 블레이드

Claims

컬럼;
상기 컬럼에 결합되고, 상기 컬럼에 대해 회전가능한 허브케이스; 및
상기 허브케이스에 배치된 복수개의 블레이드;를 포함하고,
상기 각 블레이드는,
일측이 상기 허브케이스에 결합되는 어퍼 블레이드;
일측이 상기 허브케이스에 결합되고, 상기 어퍼 블레이드와 이격되어 배치된 제2 블레이드; 및
상기 어퍼 블레이드의 타단과 상기 로어 블레이드의 타단을 연결하는 앤드 팁을 포함하는 실링팬.
청구항 1에 있어서,
상기 어퍼 블레이드는 상기 로어 블레이드 보다 높은 위치에 배치되는 실링팬.
청구항 1에 있어서,
상기 어퍼 블레이드와 상기 로어 블레이드는 상기 허브케이스의 축방향에서 일부 영역이 중첩되는 중첩 영역을 가지는 실링팬.
청구항 3에 있어서,
상기 중첩 영역의 폭은 상기 어퍼 블레이드 및 상기 로어 블레이드의 폭 보다 작은 실링팬.
청구항 3에 있어서,
상기 중첩 영역의 폭은 상기 어퍼 블레이드와 상기 로어 블레이드의 상기 축방향 이격거리보다 큰 실링팬.
청구항 3에 있어서,
상기 중첩 영역의 폭은 상기 어퍼 블레이드 및 상기 로어 블레이드의 두께 보다 큰 실링팬.
청구항 1에 있어서,
상기 앤드 팁은,
상기 허브케이스의 회전축을 중심에서 반경방향으로 연장된 선과 직교하는 방향으로 연장되는 실링팬.
청구항 1에 있어서,
상기 어퍼 블레이드와 상기 로어 블레이드는 반경방향으로 연장되고, 상기 앤드 팁은 상기 반경 방향과 직교하는 방향으로 연장되는 실링팬.
청구항 1에 있어서,
상기 엔드 팁은,
상기 어퍼 블레이드의 일부와 반경 방향에서 중첩되는 제1 팁 영역과,
상기 로어 블레이드와 상기 반경 방향에서 중첩되는 제2 팁 영역을 포함하는 실링팬.
청구항 9에 있어서,
상기 제1 팁 영역의 폭은 상기 제2 팁 영역의 폭 보다 작은 실링팬.
청구항 9에 있어서,
상기 어퍼 블레이드와 상기 로어 블레이드는 상기 허브케이스의 축방향에서 일부 영역이 중첩되는 중첩 영역을 가지고,
상기 제2 팁 영역은 상기 중첩 영역과 상기 반경 방향에서 중첩되는 실링팬.
청구항 11에 있어서,
상기 제2 팁 영역의 폭은 상기 중첩 영역의 높이와 상기 어퍼 블레이드의 두께와, 상기 로어 블레이드의 두께를 합한 값 보다 같거나 큰 실링팬.
청구항 10에 있어서,
상기 제2 팁 영역의 폭은 상기 제1 팁 영역과의 경계에서 점진적으로 증가되는 실링팬.
청구항 1에 있어서,
상기 엔드 팁의 수직 방향 폭은 전방에서 후방 방향으로 증가하다가 다시 감소하는 실링팬.
청구항 1에 있어서,
상기 어퍼 블레이드의 적어도 일부는 상기 어퍼 블레이드의 하방에 곡률반경의 중심이 위치되는 곡률을 가지는 실링팬.
청구항 1에 있어서,
상기 로어 블레이드의 적어도 일부는 상기 로어 블레이드의 하방에 곡률반경의 중심이 위치되는 곡률을 가지는 실링팬.
청구항 1에 있어서,
상기 로어 블레이드의 출구각은 상기 어퍼 블레이드의 입구각 보다 작은 실링팬.
청구항 1에 있어서,
상기 로어 블레이드의 입구각은 상기 어퍼 블레이드의 출구각과 동일한 실링팬.
청구항 1에 있어서,
상기 앤드 팁은,
반경 방향과 교차되는 면을 정의하고, 상기 어퍼 블레이드 및 상기 로어 블레이드와 연결되는 제1 플레이트와,
상기 제1 플레이트와 연결되고, 상기 제1 플레이트와 교차되는 면을 정의하는 제2 플레이트를 포함하는 실링팬.
청구항 19에 있어서,
상기 제2 플레이트는 상기 제1 플레이트의 상단에 연결되는 실링팬.