WO2018074663A1 - 이중 날개가 형성된 냉각팬 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 의하면, 허브에 방사상 방향으로 형성된 각기 다른 이중 날개를 통해 2 이상의 공기 유동을 형성하고 풍량 및 풍속을 상승시켜 냉각 효율을 높일 수 있다. 이를 위해 특히 본 발명의 일 실시예는, 구동 모터의 구동축에 결합되는 원통 형상의 허브; 허브의 외주면에 방사상으로 배열되어 연결된 다수의 내측 날개; 및 다수의 내측 날개의 방사상 방향 단부에 각 배치되어 연결된 다수의 외측 날개를 포함하되, 각 내측 날개는 회전면과 이루는 각(A1)이 각 외측 날개가 회전면과 이루는 각(A2)보다 큰 것인 이중 날개가 형성된 냉각팬을 포함할 수 있다.

Description

이중 날개가 형성된 냉각팬

본 발명은 전자기기의 냉각팬에 관한 것으로서 보다 상세하게는 이중 날개가 형성된 냉각팬 또는 임펠러에 관한 것이다.

냉각팬은 허브와, 허브의 외주면에 방사상으로 배열되어 연결된 회전날개들로 구성되어 회전하면서 공기의 유동, 즉 바람을 발생시킨다. 허브의 내부에는 전기모터가 구비되고, 이러한 전기모터는 프레임에 고정되게 된다.

냉각팬은 컴퓨터와 같은 전자장치에 장착되어, 내장된 각종 발열부품의 열을 주변의 공기를 강제유동시켜 냉각시키기 위한 용도로 사용된다.

종래의 냉각팬에 구비된 회전날개는, 허브에 연결된 부분에서 방사상 방향으로 연장되면서 폭이 점차 커지거나 일정한 형상이다. 이러한 종래의 냉각팬의 경우, 냉각시키고자 하는 열의 양이 많은 경우, 강한 바람을 만들어 내기 위해, 큰 회전날개를 포함한 냉각팬을 사용하거나, 회전날개의 회전속도를 늘리게 된다.

하지만, 통상 냉각팬의 장착을 위한 공간은 한정되어 있기 때문에, 회전날개의 길이와 폭을 늘이는 것에는 한계가 있다는 문제가 있다. 또한, 회전속도를 늘이게 되면, 소음이 크게 증가하게 되고, 소비되는 전기량도 증대된다는 문제점이 있다. 고속회전은 냉각팬의 수명이 짧게하는 단점도 있다.

또한, 종래의 냉각팬의 경우, 허브에서 멀어지면서 점차 폭이 넓어지는 회전날개의 형상의 한계로 인해, 허브에 가까운 중심부에는 공기의 유동이 극히 적다는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하고자 일부 선행기술에서는 회전날개의 중심부에 공간을 확보한 후, 이 공간에 별도의 작은 회전날개를 추가로 구비하는 등의 구성을 시도하였으나, 이러한 종래기술은 구성이 복잡하고 효과도 충분하지 않다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 허브에 방사상 방향으로 형성된 각기 다른 2 중 날개를 통해 2 중의 공기 유동을 형성하고 풍량 및 풍속을 상승시켜 냉각 효율을 높일 수 있는 이중 날개가 형성된 냉각팬을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 구동 모터의 구동축에 결합되는 원통 형상의 허브; 허브의 외주면에 방사상으로 배열되어 연결된 다수의 내측 날개; 및 다수의 내측 날개의 방사상 방향 단부에 각 배치되어 연결된 다수의 외측 날개를 포함하되, 각 내측 날개는 회전면과 이루는 각(A1)이 각 외측 날개가 회전면과 이루는 각(A2)보다 큰 것인 이중 날개가 형성된 냉각팬을 제공함으로써 달성될 수 있다.

각 내측 날개의 회전 방향 전단부는, 각 외측 날개가 연결되는 연결부에서 각 외측 날개의 회전 방향 전단부보다 허브의 회전축 방향으로 더 높도록 형성된 것일 수 있다.

각 내측 날개의 회전 방향 전단부는, 각 외측 날개가 연결되는 연결부에서 각 외측 날개의 회전 방향 전단부보다 허브의 회전 방향으로 더 돌출되도록 형성된 것일 수 있다.

각 내측 날개의 방사상 방향 길이는, 각 내측 날개의 방사상 방향 단부에서 각 외측 날개의 최외곽까지의 방사상 방향 길이보다 짧은 것일 수 있다.

그리고 각 내측 날개가 회전면과 이루는 각은, 20 도 이상 50 도 이하일 수 있다.

한편 각 내측 날개와 각 외측 날개가 연결되는 연결부는 상호 겹쳐서 형성되고, 그리고 연결부는 각 내측 날개와 각 외측 날개 사이에 플로우 블럭이 더 형성된 것일 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 의하면, 허브에 방사상 방향으로 형성된 각기 다른 이중 날개를 통해 2 이상의 공기 유동을 형성하고 풍량 및 풍속을 상승시켜 냉각 효율을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 이중 날개가 형성된 냉각팬의 사시도,

도 2는 도 1의 냉각팬을 아래에서 바라본 사시도,

도 3은 도 1의 냉각팬의 정면도,

도 4는 도 1의 냉각팬을 위에서 바라본 평면도,

도 5는 본 발명에 따른 변형예인 이중 날개가 형성된 냉각팬의 사시도이다.

이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이중 날개가 형성된 냉각팬

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 이중 날개가 형성된 냉각팬의 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명인 이중 날개가 형성된 냉각팬(1)은 허브(10)와 다수의 내측 날개(20)와 각 내측 날개(20)에 연결된 다수의 외측 날개(30)를 포함하여 구성된다. 본 실시예인 냉각팬(1)은 종래 기술과 마찬가지로 허브(10)에 구동축과 구동모터가 연결되고 외부로는 프레임이 형성되므로 구체적인 설명은 생략하고 이하 본 실시예인 냉각팬(1)에 대해서만 상술한다.

허브(10)는 상면(12)과 외주면(11)을 포함하는 원기둥 형태일 수 있다. 허브(10)의 저면은 도 2에 도시된 바와 같이 구동축(또는 샤프트)과 구동모터가 수용될 수 있도록 속이 비어 있다. 허브(10)의 중심은 반시계 방향으로 회전하는 회전축(C)과 동일 축선상에 있으며 외주면(11)에는 후술하는 내측 날개(20)와 그 방사상 방향 단부에 외측 날개(30)가 형성된다.

냉각팬(1)은 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 내측 날개(20)가 등각으로 허브(10)의 외주면(11)을 따라 방사상으로 다수 형성되며 내측 날개(20)의 방사상 방향 단부에 외측 날개(30)가 위치하여 방사상 방향으로 연결되어 있다. 외측 날개(30)는 내측 날개(20)와 대응되는 숫자만큼 형성된다.

특히 도 3의 정면도에서 알 수 있듯이, 내측 날개(20)의 회전면과 이루는 각(A1)은 외측 날개(30)가 회전면과 이루는 각(A2)보다 크게 형성된다. 내측 날개(20)는 회전면과 이루는 각(A1)을 20도 이상 50도 이하의 범위에서 선택적으로 형성하여 허브(10) 중심에 공기 유동을 증가시키도록 작용한다. 아울러 외측 날개(30)는 회전면과 이루는 각(A2)을 10도 이상 45도 이하로 형성하되, 내측 날개(20)보다 회전면과 이루는 각(A2)을 더 작게 형성한다.

여기서 회전면은 회전축(C)에 수직인 평면임과 동시에 회전 궤적이 형성되는 평면으로 정의될 수 있으며, 회전면과 이루는 각(A1, A2)은 내측 날개(20)와 외측 날개(30)가 연결되는 연결부(B1)에서 각 날개의 접선이 회전면과 이루는 각으로 정의될 수 있다.

내측 날개(20)는 연결부(B1)에서 외측 날개(30)의 회전 방향 전단부보다 허브(10)의 회전축 방향으로 더 높도록 형성된다. 아울러 내측 날개(20)는 연결부(B1)에서 외측 날개(30)의 회전 방향 전단부보다 허브(10)의 회전 방향으로 더 돌출되도록 형성될 수 있다. 내측 날개(20)가 외측 날개(30)보다 먼저 공기를 밀어냄으로써 허브(10) 중심부의 공기 유동을 더 활성화시킬 수 있다. 여기서 연결부(B1)는 내측 날개(20) 및 외측 날개(30) 각각의 단부가 상호 맞닿는 부분으로서 본 실시예에서는 각각의 날개 두께만큼 서로 연결되어 있다.

내측 날개(20)의 방사상 방향 길이(L1)는, 내측 날개(20)의 방사상 방향 단부에서 외측 날개(30)의 최외곽까지의 방사상 방향 길이(L2)보다 짧게 형성될 수 있다. 외측 날개(30)가 만드는 다량의 공기 유동 상태와 내측 날개(20)가 만드는 소량의 공기 유동 상태는 본 실시예의 이중 날개에 의해 다르게 형성될 수 있다.

한편 도 4의 평면도에서 알 수 있듯이, 외측 날개(30)의 회전면에 수직으로 투영된 면적은, 내측 날개(20)의 회전면에 투영된 면적보다 크게 형성된다. 다만 외측 날개(30)의 투영 면적은 내측 날개(20)의 투영 면적의 1.5 배 이상 2 배 이하로 제한될 수 있으며 이를 통해 내측 날개(20)와 외측 날개(30)가 만드는 각각의 공기 유동 상태를 조화롭게 형성할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 변형예인 이중 날개가 형성된 냉각팬의 사시도이다. 이중 날개가 형성된 냉각팬(3)의 변형예는 도 5에 도시된 바와 같이 허브(10), 내측 날개(22), 외측 날개(32)를 포함함은 전술한 실시예와 유사하다. 특히 허브(10)의 경우는 전술한 실시예와 동일하므로 설명은 생략한다.

전술한 실시예의 변형예는 내측 날개(22)가 외측 날개(32)와 연결되는 연결부(B2)에서 상호 겹쳐서 형성된다. 즉 연결부(B2)는 내측 날개(22) 및 외측 날개(32) 각각의 단부가 상호 소정 길이만큼 겹쳐서 연결된다. 그리고 이러한 연결부(B2)는 내측 날개(22)와 외측 날개(32) 사이에 플로우 블럭(flow block)이 더 형성될 수 있다. 이러한 플로우 블럭은 내측 날개(22)와 외측 날개(32)가 상호 어긋나 연결됨으로써 발생하는 틈을 메워 공기가 틈을 따라 빠지는 것을 방지한다.

그 밖에 내측 날개(22)와 외측 날개(32)에 대한 설명 중 회전면과 이루는 각, 방사상 방향 길이, 회전면에 투영된 면적에 대한 설명은 전술한 실시예와 중복되므로 생략한다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당 업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기의 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (6)

1. 구동 모터의 구동축에 결합되는 원통 형상의 허브;

   상기 허브의 외주면에 방사상으로 배열되어 연결된 다수의 내측 날개; 및

   상기 다수의 내측 날개의 방사상 방향 단부에 각 배치되어 연결된 다수의 외측 날개를 포함하되,

   상기 각 내측 날개는 회전면과 이루는 각(A1)이 상기 각 외측 날개가 회전면과 이루는 각(A2)보다 큰 것인 이중 날개가 형성된 냉각팬.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 각 내측 날개의 회전 방향 전단부는, 상기 각 외측 날개가 연결되는 연결부에서 상기 각 외측 날개의 회전 방향 전단부보다 상기 허브의 회전축 방향으로 더 높도록 형성된 것을 특징으로 하는 이중 날개가 형성된 냉각팬.
3. 제1 항에 있어서,

   상기 각 내측 날개의 회전 방향 전단부는, 상기 각 외측 날개가 연결되는 연결부에서 상기 각 외측 날개의 회전 방향 전단부보다 상기 허브의 회전 방향으로 더 돌출되도록 형성된 것을 특징으로 하는 이중 날개가 형성된 냉각팬.
4. 제1 항에 있어서,

   상기 각 내측 날개의 회전 방향 전단부는, 상기 각 외측 날개가 연결되는 연결부에서 상기 각 외측 날개의 회전 방향 전단부보다 상기 허브의 회전 방향으로 더 돌출되도록 형성된 것을 특징으로 하는 이중 날개가 형성된 냉각팬.
5. 제1 항에 있어서,

   상기 각 내측 날개가 회전면과 이루는 각은, 20 도 이상 50 도 이하인 것을 특징으로 하는 이중 날개가 형성된 냉각팬.
6. 제1 항에 있어서,

   상기 각 내측 날개와 상기 각 외측 날개가 연결되는 연결부는 상호 겹쳐서 형성되고, 그리고

   상기 연결부는 상기 각 내측 날개와 상기 각 외측 날개 사이에 플로우 블럭이 더 형성된 것을 특징으로 하는 이중 날개가 형성된 냉각팬.

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