KR101761885B1 - air controller - Google Patents

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Abstract

공기가 인입되는 인입구 및 상기 인입된 공기가 토출되는 토출구를 갖는 하우징, 상기 하우징 내에 소정의 간격을 갖고 적층되어 있으며 그 표면에 열 교환부가 형성되어 있는 한 개 이상의 디스크, 및 상기 디스크를 회전시키는 구동수단을 포함하는 에어 컨트롤러를 공개한다.A housing having an inlet through which air is introduced and an outlet through which the inlet air is discharged; one or more disks stacked at a predetermined interval in the housing and having a heat exchange portion formed on a surface thereof; Discloses an air controller including a means.

Description

에어 컨트롤러{air controller}Air controller

본 발명은 에어 컨트롤러에 관한 것으로서, 회전체에 의해 공기의 흐름을 발생시키며, 상기 공기의 온도를 조절할 수 있는 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an air controller, and more particularly, to a device capable of generating a flow of air by means of a rotating body and adjusting the temperature of the air.

테슬라 터빈(Tesla turbine)은 블레이드가 없는 터빈으로서 한 세트의 디스크들로 구성되어 있다. 테슬라 터빈은 상기 디스크들이 회전할 때 테슬라 터빈의 내부의 공기가 상기 디스크들의 가장자리로 움직이도록 하는 것을 특징으로 한다. 디스크를 회전시키면 상기 디스크의 중심부로 공기가 흡입되고, 경계면 효과(boundary layer effect)에 따라 공기는 디스크의 표면상에서 나선 궤적을 그리면서 디스크의 외곽으로 이동하게 된다. The Tesla turbine is a turbine without blades and consists of a set of disks. The Tesla turbine is characterized in that when the disks rotate, the air inside the Tesla turbine moves to the edges of the disks. When the disc is rotated, air is sucked into the center of the disc, and the air moves to the outer periphery of the disc by drawing a helical trajectory on the surface of the disc according to the boundary layer effect.

경계면 효과(boundary layer effect)란, 고체가 움직이게 되면 상기 고체의 표면에 인접해 있는 유체의 경계면도 상기 표면을 따라서 이동하게 된다는 것이다. 고체와 유체가 서로 접하고 있을 때, 고체 표면상의 일정 부분에 고체와 유체 간의 경계면이 존재한다. 이때, 고체가 움직이게 되면 상기 경계면도 상기 고체의 움직임을 따라서 이동하게 되는데, 이때 상기 경계면에 작용하는 힘은 마찰력(friction)이 아니라 점착력(adhesion)이다. 반대로 고체 물질의 표면 위를 유체가 이동할 때에, 고체 물질도 점착력에 의하여 이동하게 된다. The boundary layer effect is that when a solid moves, the interface of the fluid adjacent to the surface of the solid also moves along the surface. When a solid and a fluid are in contact with each other, there is a solid-liquid interface at a certain position on the solid surface. At this time, when the solid moves, the interface also moves along the movement of the solid. At this time, the force acting on the interface is not friction but adhesion. On the contrary, when the fluid moves on the surface of the solid material, the solid material also moves by the adhesive force.

일반적으로 종래의 온풍기에서는, 공기를 이동시키는 블레이드와 공기를 가열시키는 가열요소가 서로 분리되어 있다. 예컨대, 헤어드라이어의 동작 구조를 살펴보면 다음과 같다. 공기가 인입되면 블레이드와 같은 회전 수단에 의해 공기의 흐름이 형성되고, 공기의 가열은 별도의 가열부에 의해 이루어진다. 가열된 공기는 토출구를 통해 헤어드라이어 밖으로 토출되게 된다. 종래의 일반적인 온풍기는 공기의 흐름을 제공하는 회전 수단과 공기를 가열시키는 가열 수단이 서로 분리되어 있기 때문에 온풍기의 부피가 커질 수 있다. 또한, 회전하는 블레이드와 공기 간의 마찰에 의하여 큰 소음이 발생한다는 문제가 있다. Generally, in a conventional hot air fan, a blade for moving air and a heating element for heating air are separated from each other. For example, the operation structure of the hair dryer will be described as follows. When the air is drawn in, a flow of air is formed by a rotating means such as a blade, and heating of the air is performed by a separate heating unit. The heated air is discharged from the hair dryer through the discharge port. In a conventional general hot air fan, since the rotating means for providing the air flow and the heating means for heating the air are separated from each other, the volume of the fan can be increased. Further, there is a problem that large noise is generated due to friction between the rotating blade and the air.

본 발명에서는 테슬라 터빈에서 사용되는 기술을 이용하여 저소음의 에어 컨트롤러를 제공함으로써 상술한 문제를 해결하고자 한다.The present invention aims to solve the above-mentioned problem by providing a low noise air controller by using a technique used in a Tesla turbine.

본 발명의 일 관점에 따른 에어 컨트롤러는, 공기가 인입되는 인입구 및 상기 인입된 공기가 토출되는 토출구를 갖는 하우징, 상기 하우징 내에 소정의 간격을 갖고 적층되어 있으며, 그 표면에 열 교환부가 형성되어 있는 한 개 이상의 디스크, 및 상기 디스크를 회전시키는 구동수단(회전구동수단)을 포함한다.An air controller according to one aspect of the present invention includes a housing having an inlet through which air is introduced and an outlet through which the inlet air is discharged, a housing having a predetermined interval and a heat exchange portion formed on the housing One or more disks, and driving means (rotation driving means) for rotating the disk.

이때, 상기 열 교환부는 발열체 또는 냉각체일 수 있다.At this time, the heat exchanging part may be a heating element or a cooling element.

이때, 상기 인입구는 상기 디스크의 회전축의 연장방향에 배치되어 있고, 토출구는 상기 디스크의 원주에 대한 접선의 연장방향에 배치되어 있을 수 있다.At this time, the inlet may be arranged in the direction of extension of the rotation axis of the disk, and the discharge port may be arranged in the direction of extension of the tangent to the circumference of the disk.

이때, 상기 디스크의 중앙부에는 공기가 유통될 수 있는 공기구멍이 형성되어 있을 수 있다.At this time, an air hole through which air can flow can be formed at the center of the disk.

이때, 상기 디스크를 회전시키기 위한 회전축이 상기 디스크의 중앙부에 고정 결합되어 있을 수 있다.At this time, the rotation axis for rotating the disk may be fixedly coupled to the center of the disk.

이때, 상기 구동수단은, 서로 전자기 결합되도록 배치된 복수 개의 고정자 코일과 복수 개의 영구자석(회전자)을 포함할 수 있다. 상기 각 영구자석은 미리 결정된 연결수단에 의해 각각 상기 회전축에 고정 결합되어 있고, 상기 고정자 코일은 각각 상기 하우징에 대해 고정 결합되어 있을 수 있다.In this case, the driving unit may include a plurality of stator coils and a plurality of permanent magnets (rotors) arranged to be electromagnetic-coupled to each other. The permanent magnets are fixedly coupled to the rotating shaft by predetermined connecting means, respectively, and the stator coils may be fixedly coupled to the housing, respectively.

이때, 상기 회전축에는 두 개의 슬립링이 고정 결합되어 있으며, 각각의 상기 슬립링은 브러시를 통해 전기를 공급받도록 되어 있을 수 있다. At this time, two slip rings are fixedly coupled to the rotating shaft, and each of the slip rings may be supplied with electricity through a brush.

이때, 상기 열 교환부는 전기가 통하면 발열하는 발열체를 포함하며, 상기 회전축에는 상기 발열체에 전기를 제공하기 위한 두 개의 도전단자가 형성되어 있으며, 상기 각 도전단자는 상기 발열체의 양 단자에 각각 고정 결합되어 있을 수 있다.At this time, the heat exchanging part includes a heat generating element that generates heat when electricity is conducted, and the rotary shaft has two conductive terminals for providing electricity to the heating element, and each of the conductive terminals is fixed to both terminals of the heating element Can be combined.

이때, 각각의 상기 슬립링은, 상기 회전축에 고정 결합된 슬립전극을 포함하며, 상기 각 슬립전극은 상기 두 개의 도전단자와 각각 전기적으로 연결되도록 되어 있을 수 있다. Each of the slip rings includes a slip electrode fixedly coupled to the rotation shaft, and each of the slip electrodes may be electrically connected to the two conductive terminals.

이때, 상기 브러시는, 상기 슬립링이 회전할 때, 상기 슬립링의 표면에 미끄러짐 접촉함으로써 상기 슬립링에 전기를 공급하도록 되어 있을 수 있다.At this time, the brush may be adapted to supply electric power to the slip ring by sliding contact with the surface of the slip ring when the slip ring rotates.

본 발명에 따르면, 가열 수단이 그 표면에 결합되어 있는 디스크가 공기의 흐름을 만들어내는 동시에 공기를 가열시킬 수 있다. 따라서 에어 컨트롤러에는 공기를 가열하기 위한 별도의 수단이 필요 없으므로 에어 컨트롤러의 전체적인 부피가 작아질 수 있다. 또한, 디스크와 공기 간의 점착력을 이용하므로 공기흐름 발생에 따른 소음이 줄어드는 효과가 있다. According to the present invention, the disk coupled to the surface of the heating means can generate air flow and simultaneously heat the air. Thus, the air controller does not require any additional means for heating the air, so the overall volume of the air controller can be reduced. Further, since the adhesive force between the disk and the air is utilized, the noise caused by the air flow is reduced.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 컨트롤러를 나타낸 도면이다.
도 2a는 도 1의 X-X'를 따라 절단한 모습을 나타내는 온풍기의 내부 단면도이고, 도 2b는 온풍기의 정면도를 다른 관점에서 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크를 회전축과 함께 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2의 'B'부분만을 도시한 도면이다.
도 5는 도 4의 회전축, 도전단자, 슬립링들의 결합관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 2a에 도시한 온풍기 내에서의 공기 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 컨트롤러의 각 부품을 기능별로 분류하여 재구성한 블록도이다.
도 8은 회전부 어셈블리에 속한 부품들 간의 연결관계 및 회전부 어셈블리와 하우징의 연결관계의 이해를 돕기 위한 도면이다.1 is a view showing an air controller according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 (a) is an internal cross-sectional view of a fan according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 (b) is a front view of the fan.
FIG. 3 is a view showing a disk according to an embodiment of the present invention together with a rotation axis.
4 is a view showing only the portion 'B' in FIG.
5 is a view for explaining the coupling relationship of the rotation shaft, the conductive terminal, and the slip rings in FIG.
Fig. 6 is an air flow chart in the air heater shown in Fig. 2a.
FIG. 7 is a block diagram of an air controller according to an embodiment of the present invention.
8 is a view for helping to understand the connection relationship between the parts belonging to the rotary part assembly and the connection relation between the rotary part assembly and the housing.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 설명한다. 그러나 본 발명은 본 명세서에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며 여러 가지 다른 형태로 구현될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어는 실시예의 이해를 돕기 위한 것이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 의도된 것이 아니다. 또한, 이하에서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein, but may be implemented in various other forms. The terminology used herein is for the purpose of understanding the embodiments and is not intended to limit the scope of the present invention. Also, the singular forms as used below include plural forms unless the phrases expressly have the opposite meaning.

본 발명은 디스크의 회전에 의해 공기의 흐름을 발생시키고, 상기 디스크의 표면에 제공된 열교환부를 이용하여 공기의 온도를 조절할 수 있는 에어 컨트롤러에 관한 것이다. 이하, 에어 컨트롤러 중 특히 온풍기를 예시하여 본 발명의 사상을 설명하지만, 본 발명의 사상이 온풍기에 한정되는 것은 아니다.The present invention relates to an air controller capable of generating a flow of air by rotation of a disk and adjusting the temperature of air using a heat exchanger provided on a surface of the disk. Hereinafter, the concept of the present invention will be described by exemplifying a hot air fan, but the spirit of the present invention is not limited to a hot air fan.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 온풍기를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a hot air fan according to an embodiment of the present invention.

온풍기(1)의 전체적인 형태는 예컨대 호루라기와 같은 형태일 수 있으며, 온풍기(1)의 중심부의 형태는 두루마리 휴지와 같이 구멍이 뚫려있는 형태일 수 있다. The overall shape of the fan 1 may be, for example, the shape of a whistle, and the shape of the center of the fan 1 may be in the form of a perforated hole, such as a rolled up toilet paper.

온풍기(1)는 한 개 이상의 디스크(20)와 회전축(30)을 포함하는 회전부, 하우징(10), 공기를 빨아들이는 인입구(11), 및 하우징 내부의 공기를 방출하는 토출구(12)를 포함할 수 있다. 하우징(10)은 온풍기(1)의 겉 표면을 이루는 케이스(case)이며, 온풍기(1)의 내부 구성 요소들을 보호하는 역할도 함께 할 수 있다. 하우징(10)에는 하우징(10) 내부로 공기를 인입하는 인입구(11) 및 하우징(10)으로부터 공기가 토출되는 토출구(12)가 형성되어 있을 수 있다. 하우징(10)의 외부에는 하우징(10)을 감싸는 추가적인 외함이 더 제공될 수도 있다. 예컨대 온풍기(1)가 헤어드라이어를 위해 사용되는 경우 온풍기(1)의 외부에는 사용자가 손으로 집기 편리하도록 하는 별도의 외함이 제공될 수 있다.The hot air fan 1 includes a rotary part including at least one disk 20 and a rotary shaft 30, a housing 10, an inlet 11 for sucking air, and a discharge port 12 for discharging air inside the housing . The housing 10 is a case that forms the outer surface of the fan body 1 and can also protect the internal components of the fan body 1. The housing 10 may have an inlet 11 for introducing air into the housing 10 and a discharge port 12 for discharging air from the housing 10. An additional enclosure enclosing the housing 10 may be further provided on the outside of the housing 10. For example, when the hot air fan 1 is used for a hair dryer, a separate enclosure may be provided on the outside of the hot air fan 1 so that the user can easily grasp the hand fan.

한 개 이상의 디스크(20)는 하우징(10) 내에 소정의 간격을 갖고 적층되어 있을 수 있다. 디스크(20)의 바깥쪽 가장자리는 바람직하게는 원의 형상을 하고 있을 수 있다. 도 1에서 디스크(20)의 바깥쪽 가장자리는 점선으로 표시하였다. 디스크(20)의 넓은 표면은 이상적으로는 모두 하나의 평면상에 존재할 수 있다. 그리고 디스크(20)의 표면에는 열교환부를 제공하기 위한 저항성 발열체가 배치되어 있을 수 있다. The one or more disks 20 may be stacked at a predetermined interval in the housing 10. The outer edge of the disc 20 may preferably be in the shape of a circle. In Fig. 1, the outer edge of the disc 20 is indicated by a dotted line. The large surface of the disc 20 may ideally be all on one plane. The surface of the disk 20 may be provided with a resistance heating element for providing a heat exchange part.

디스크(20)의 중심부에는 디스크(20) 회전의 중심이 되는 회전축(30)이 디스크(20)에 고정되어 결합되어 있을 수 있다. A rotating shaft 30 serving as a center of rotation of the disc 20 may be fixedly coupled to the disc 20 at the center of the disc 20.

도 2a는 도 1의 X-X'를 따라 절단한 모습을 나타내는 온풍기(1)의 내부 단면도이고, 도 2b는 온풍기(1)의 정면도를 다른 관점에서 나타낸 것이다.FIG. 2A is an internal cross-sectional view of the hot air fan 1 taken along the line X-X 'in FIG. 1, and FIG. 2B is a front view of the hot air fan 1 in another view.

온풍기(1)에는 디스크(20)를 회전시키기 위한 구동수단, 예컨대 모터가 제공될 수 있다. 도 2a의 'A' 부분은 디스크(20)를 회전시키기 위한 구동수단을 설명하기 위하여 나타낸 부분이다. 상기 구동수단이 회전모터인 경우에는 회전축(30), 베어링(31), 영구자석(32), 및 고정자 코일(33)을 포함하여 구성될 수 있다. The hot air fan 1 may be provided with driving means for rotating the disc 20, for example, a motor. 2A is a portion shown to illustrate the driving means for rotating the disk 20. The bearing 31, the permanent magnet 32, and the stator coil 33 when the driving means is a rotary motor.

회전축(30)에는 회전축(30)을 하우징(10)에 대하여 회전 가능하게 지지하기 위한 베어링(31)이 결합되어 있을 수 있다. 베어링(31)의 바깥쪽에는 공기가 인입되도록 인입구(11)가 형성되어 있을 수 있다. The rotary shaft 30 may be coupled with a bearing 31 for rotatably supporting the rotary shaft 30 with respect to the housing 10. The inlet (11) may be formed on the outer side of the bearing (31) so that air is drawn in.

회전축(30)에는 연결수단(예컨대, 봉)(34)에 의해 영구자석(32)이 고정 결합되어 있을 수 있다. 영구자석(32)은 회전축(30)을 중심으로 회전할 수 있다. 영구자석(32)의 회전면의 연장면 상에는 고정자 코일(33)이 제공될 수 있다. 고정자 코일(33)은 하우징(10)의 벽면에 부착되어 있을 수 있다. 상기 영구자석(32)과 고정자 코일(33)이 한 개의 회전모터의 역할을 할 수 있다. 따라서 회로기판(40)을 통해 고정자 코일(33)에 전류를 흘리면 영구자석(32)이 회전하고, 영구자석(32)에 고정되어 연결되어 있는 회전축(30)이 회전함으로써, 회전축(30)에 고정 연결된 디스크(20)가 회전될 수 있다.The permanent magnet 32 may be fixedly coupled to the rotary shaft 30 by connecting means (for example, a rod) 34. The permanent magnet 32 can rotate around the rotation axis 30. A stator coil 33 may be provided on the extended surface of the rotating surface of the permanent magnet 32. The stator coil 33 may be attached to the wall surface of the housing 10. The permanent magnet 32 and the stator coil 33 may serve as a single rotary motor. The permanent magnet 32 is rotated and the rotating shaft 30 fixed to the permanent magnet 32 is rotated to rotate the rotating shaft 30 The fixedly connected disk 20 can be rotated.

이때, 전원(200)에 의해 회로기판(40)에 전기가 공급될 수 있다. 회로기판(40)에는 구동수단의 동작을 제어하는 제어회로(46)가 제공될 수 있다. At this time, electricity can be supplied to the circuit board 40 by the power source 200. The circuit board 40 may be provided with a control circuit 46 for controlling the operation of the driving means.

본 발명의 실시예에 따라, 상기 구동수단으로서 제공되는 모터의 동작원리는 DC 모터, AC 모터 또는 BLDC 모터의 동작원리를 따를 수 있다. 본 발명이 상기 구동수단의 구체적인 예에 의해 제한되는 것은 아니다.According to the embodiment of the present invention, the operation principle of the motor provided as the driving means can follow the operation principle of the DC motor, the AC motor or the BLDC motor. The present invention is not limited to the specific example of the driving means.

도 2a의 'B'부분은 회전하는 디스크(20) 표면의 저항성 발열체를 가열하기 위해 전기를 공급하는 전기공급 연결수단을 나타낸 부분이다. A portion 'B' in FIG. 2A is a portion showing an electric supply connection means for supplying electricity to heat the resistive heating element on the surface of the rotating disk 20. FIG.

회전축(30)에는 슬립링(41, 42)이 고정되어 결합되어 있을 수 있다. 이때, 하우징(10)의 내부에 형성되어 있는 회로기판(40)의 제어회로부(46)가 브러시(brush)(43)를 통해 슬립링(41, 42)에 전기를 공급하도록 할 수 있다. 이때, 슬립링(41)이 (+)단자, 슬립링(42)이 (-)단자일 수 있으며, 다른 실시예에서는 슬립링(41)이 (-)단자, 슬립링(42)이 (+)단자일 수 있다. 제어회로부(46)는 하우징에 고정 결합된 PCB 기판(40) 상에 제공되는 전자부품들을 이용하여 구성될 수 있다. 슬립링(41, 42)의 외부표면과 브러시(43)는 상호 간에 전기를 도통시키기 위하여 도전체로 구성될 수 있다.Slip rings 41 and 42 may be fixedly coupled to the rotary shaft 30. At this time, the control circuit portion 46 of the circuit board 40 formed inside the housing 10 can supply electric power to the slip rings 41 and 42 through the brushes 43. In this case, the slip ring 41 is the (-) terminal, the slip ring 42 is the (+) terminal, and the slip ring 42 is the (- ) Terminal. The control circuitry 46 may be constructed using electronic components provided on the PCB substrate 40 fixedly coupled to the housing. The outer surface of the slip rings 41, 42 and the brush 43 may be constructed of conductors to conduct electricity with each other.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 한 개의 디스크(20)를 회전축(30)과 함께 나타낸 도면이다.FIG. 3 is a view showing one disk 20 according to an embodiment of the present invention together with a rotation axis 30. FIG.

도 3을 참조하여 설명하면, 디스크(20)의 중심부에 고정 결합되어 있는 회전축(30)의 표면의 일부에는 두 개의 도전단자(51, 52)가 고정되어 제공될 수 있다. 그리고 디스크(20)의 중심부에 결합되어 있는 회전축(30)의 주변부에는 인입구(11)로부터 인입되는 공기의 통로로서, 미리 결정된 모양의 공기구멍(25)이 형성되어 있을 수 있다. 이때, 상기 공기구멍(25)은 도 2a에 나타낸 좌측의 인입구(11)와 우측의 인입구(11)를 서로 가장 가까이 연결하는 공간에 인접하여 배치될 수도 있다.3, two conductive terminals 51 and 52 may be fixedly provided on a part of the surface of the rotary shaft 30, which is fixedly coupled to the center portion of the disk 20. An air hole (25) of a predetermined shape may be formed in the peripheral portion of the rotary shaft (30) coupled to the center of the disk (20) as a passage of air drawn in through the inlet (11). At this time, the air hole 25 may be disposed adjacent to the space connecting the inlet 11 on the left side and the inlet 11 on the right side closest to each other as shown in FIG. 2A.

디스크(20)의 넓은 표면에는 저항성 발열체(21)가 도 3과 같이 배치되어 있을 수 있다. 이때, 저항성 발열체(21)의 양 단자(61, 62)에는 도전단자(51, 52)가 고정 결합되어 있을 수 있다. 예컨대, 양 단자(61, 62)에는 도전단자(51, 52)가 납땜으로 상호 결합되어 있을 수 있다. 공기구멍(25)이 형성되어 있는 각 디스크(20)는 연결 브리지(71, 72)에 의해 회전축(30)에 고정 결합될 수 있다. 연결 브리지(71, 72)는 디스크(20)와 일체형으로 형성된 것일 수도 있다.On the wide surface of the disk 20, the resistance heating element 21 may be arranged as shown in Fig. At this time, the conductive terminals 51 and 52 may be fixedly coupled to the both terminals 61 and 62 of the resistive heating element 21. For example, the terminals 61 and 62 may be connected to the conductive terminals 51 and 52 by soldering. Each disk 20 in which the air holes 25 are formed can be fixedly coupled to the rotary shaft 30 by connecting bridges 71 and 72. [ The connection bridges 71 and 72 may be integrally formed with the disk 20. [

본 발명에서, 상기 저항성 발열체(21)의 배치는 상기 저항성 발열체를 디스크 표면에 부착, 포설, 설치, 또는 인쇄하는 것과 같은 방법으로 이루어질 수 있다.In the present invention, the arrangement of the resistive heating elements 21 may be performed by a method of attaching, laying, installing, or printing the resistive heating elements on the surface of the disk.

도전단자(51, 52)는, 예컨대, 회전축(30)의 표면에 얇은 금속박을 결합하여 제공할 수 있다. 도 3에 도시된 것과 같이 도전단자(51)와 도전단자(52)는 서로 절연된 상태를 유지할 수 있다. The conductive terminals 51 and 52 can be provided by bonding a thin metal foil to the surface of the rotary shaft 30, for example. The conductive terminal 51 and the conductive terminal 52 can be kept insulated from each other as shown in FIG.

일 실시예에서 회전축(30), 및 디스크(20)는 절연체로 구성될 수 있다. 디스크 본체에 설치된 저항성 발열체(21) 및 도전단자(51, 52)는 도전체일 수 있다. In one embodiment, the rotating shaft 30, and the disc 20 may be constructed of an insulator. The resistive heating element 21 and the conductive terminals 51 and 52 provided on the disk body may be a conductive body.

또는 다른 실시예에서 디스크(20) 본체와 저항성 발열체(21)는 전도체일 수 있으며, 디스크 본체와 저항성 발열체(21) 사이에는 절연막이 제공되어 있을 수도 있다.Alternatively, in another embodiment, the body of the disk 20 and the resistive heating body 21 may be conductors, and an insulating film may be provided between the disk body and the resistive heating body 21.

디스크(20), 저항성 발열체(21), 회전축(30), 및 두 개의 도전단자(51, 52)는 서로 고정 결합되어 있기 때문에, 회전축(30)이 회전하게 되면 디스크(20)와 두 개의 도전단자(51, 52)는 회전축과 하나가 되어 동일한 각속도로 회전할 수 있다. 따라서 디스크(20)와 두 개의 도전단자(51, 52)의 회전속도는 회전축(30)의 회전속도와 동일할 수 있다. 즉, 회전축(30)이 각속도 w1로 회전한다면, 각각의 디스크(20)들도 각속도 w1로 회전할 수 있고 두 개의 도전단자(51, 52)도 각속도 w1로 회전할 수 있다. 디스크(20), 저항성 발열체(21), 회전축(30), 도전단자(51, 52), 및 슬립링(41, 42)은 서로에 대하여 고정되어 동일한 각속도로 회전되므로 이들의 집합체를 '회전부'라고 지칭할 수 있다. 이 회전부라는 개념에는 상기 구동수단(모터)에 포함된 회전자(ex: 영구자석)를 더 포함시킬 수도 있다.Since the disk 20, the resistive heating element 21, the rotary shaft 30 and the two conductive terminals 51 and 52 are fixedly coupled to each other, when the rotary shaft 30 rotates, The terminals 51 and 52 can be rotated at the same angular velocity as one with the rotation axis. Therefore, the rotation speed of the disk 20 and the two conductive terminals 51 and 52 may be the same as the rotation speed of the rotation shaft 30. That is, if the rotary shaft 30 rotates at the angular velocity w1, each of the disks 20 can rotate at the angular velocity w1 and the two conductive terminals 51 and 52 can rotate at the angular velocity w1. Since the disk 20, the resistive heating element 21, the rotary shaft 30, the conductive terminals 51 and 52 and the slip rings 41 and 42 are fixed to each other and rotated at the same angular velocity, . The concept of the rotating part may further include a rotor (ex: permanent magnet) included in the driving unit (motor).

도 4는 도 2의 'B'부분만을 도시한 도면이고, 도 5는 도 4의 회전축, 도전단자, 슬립링들의 결합관계를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 4 is a view showing only the portion 'B' in FIG. 2, and FIG. 5 is a view for explaining the coupling relationship of the rotation axis, the conductive terminal, and the slip rings in FIG.

도 4에 도시한 두 개의 브러시(43)는 제어회로부(46)를 이용하여 제공되는 전류를, 회전하는 슬립링(41, 42)에 제공하는 매개 역할을 할 수 있다. 브러시(43) 중 슬립링에 접하는 일 단부는 슬립링이 회전할 때에 슬립링의 표면을 따라 미끄러지면서 상기 표면에 접촉하여 상기 표면에 전류를 공급할 수 있다. 브러시의 타단부는 제어회로부(46)에 전기적으로 연결되어 있으며, 하우징에 대하여 고정결합되어 있을 수 있다. The two brushes 43 shown in Fig. 4 can serve as an intermediary for providing the electric current provided by the control circuit portion 46 to the rotating slip rings 41 and 42. Fig. One end of the brush 43, which is in contact with the slip ring, slides along the surface of the slip ring when the slip ring rotates, and contacts the surface to supply current to the surface. The other end of the brush is electrically connected to the control circuit portion 46 and may be fixedly coupled to the housing.

슬립링(41, 42)의 본체는 절연체로 되어 있을 수 있다. 그리고 슬립링(41, 42) 중 브러시(43)에 접하는 표면은 도전체로 되어 있을 수 있다. 슬립링(41, 42)은 보빈과 같은 형상을 할 수 있으며, 슬립링(41, 42)의 중심부에는 회전축(30)이 관통될 수 있는 관통홀이 형성되어 있을 수 있다. The body of the slip rings 41, 42 may be made of an insulator. The surface of the slip rings 41, 42 contacting the brush 43 may be a conductor. The slip rings 41 and 42 may have the same shape as the bobbin and the slip rings 41 and 42 may be formed with through holes through which the rotary shaft 30 can pass.

슬립링(41)의 외표면에 형성된 도전체는 회전축(30) 표면에 형성된 도전단자(51)에 전기적으로 연결되고, 슬립링(42)의 외표면에 형성된 도전체는 회전축(30) 표면에 형성된 도전단자(52)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 위해 예컨대, 슬립링의 원통형 본체에는 슬립링의 외표면에 형성된 도전체를 회전축 표면에 형성된 도전단자에 연결하기 위한 비아(via)가 형성되어 있을 수도 있다. 그러나 상술한 전기적 연결은 다양한 종래 기술에 의해 이루어질 수 있다. 본 발명의 명세서에서 상기 '도전체'는 '슬립전극'으로 지칭될 수도 있다.The conductor formed on the outer surface of the slip ring 41 is electrically connected to the conductive terminal 51 formed on the surface of the rotary shaft 30 and the conductor formed on the outer surface of the slip ring 42 is electrically connected to the surface of the rotary shaft 30 And may be electrically connected to the formed conductive terminal 52. For this purpose, for example, a via for connecting a conductor formed on the outer surface of the slip ring to a conductive terminal formed on the surface of the rotating shaft may be formed in the cylindrical body of the slip ring. However, the above-described electrical connection can be made by various conventional techniques. In the specification of the present invention, the 'conductor' may be referred to as a 'slip electrode'.

브러시(43)는, 상술한 회전모터와 같은 구동수단에 포함되는 브러시가 아니라, 상술한 바와 같이 각각 슬립링(41, 42)에 전기를 공급하기 위한 별도의 브러시일 수 있다. The brushes 43 may be separate brushes for supplying electricity to the slip rings 41 and 42, respectively, as described above, not the brushes included in the driving means such as the above-described rotary motor.

이하 도 5를 참조하여 회전축, 도전단자, 및 슬립링들의 예시적 결합관계를 설명한다. Hereinafter, an exemplary coupling relationship between the rotation shaft, the conductive terminal, and the slip rings will be described with reference to FIG.

우선, 도 5의 (a)와 같이 회전축(30)의 표면에 도전단자(51, 52)가 형성될 수 있다. 그 다음, 도 5의 (b)와 같이 슬립링(41, 42)에 완성된 회전축(30)을 끼워서 결합하여 도 5의 (c)와 같은 구조가 제공될 수 있다. 도 5는 회전축, 도전단자, 및 슬립링들의 상대적인 결합관계에 대한 이해를 돕기 위한 것으로서, 이 구조를 만들기 위한 공정은 다른 방식으로도 가능하다.First, the conductive terminals 51 and 52 may be formed on the surface of the rotary shaft 30 as shown in Fig. 5 (a). 5 (b), the slip rings 41 and 42 are fitted to each other with the completed rotary shaft 30 interposed therebetween to provide a structure as shown in FIG. 5 (c). FIG. 5 is intended to help understand the relative coupling relationship of the rotating shaft, the conductive terminal, and the slip rings, and the process for making the structure may be performed in other manners.

도 6은 도 2a에 도시한 온풍기(1) 내에서의 공기 흐름도이다. Fig. 6 is an air flow chart in the air heater 1 shown in Fig. 2A.

도 6은 편의를 위해 도 2a의 참조부호를 생략하여 도시한 것에 공기의 흐름을 추가한 것이다. 참조번호 301은 인입구(11)를 통해 인입되는 가열되기 전의 공기의 흐름경로를 나타낸 것이다. 즉, 참조번호 301의 점선은 열 교환되기 전의 공기의 흐름경로를 나타낸 것이다. 참조번호 302의 실선은 저항성 발열체(21)에 의해 공기가 가열된 공기의 흐름경로를 나타낸 것이다. 즉, 참조번호 302는 열 교환된 후의 공기의 흐름경로를 나타낸 것이다. 이러한 공기의 흐름과 같이 각각의 디스크(20)들의 사이로 공기가 흐를 수 있다. 열교환된 공기는 디스크들의 바깥 가장자리 방향으로 흘러나가는데, 도 1에 나타낸 것과 같은 하우징(10)과 토출구(12)를 제공하면 이렇게 흘러나온 공기들이 토출구(12)를 통해 집중되어 바깥으로 흘러 나갈 수 있다.FIG. 6 shows a flow of air added to those shown in FIG. Reference numeral 301 denotes a flow path of air introduced through the inlet 11 before being heated. That is, the dotted line of reference numeral 301 represents the air flow path before heat exchange. The solid line of the reference numeral 302 shows the flow path of the air heated by the resistive heating element 21. That is, reference numeral 302 denotes a flow path of air after heat exchange. Air can flow through each of the discs 20 like this air flow. The heat-exchanged air flows toward the outer edges of the disks. When the housing 10 and the discharge port 12 are provided as shown in FIG. 1, the air flows in such a manner that the air flows out through the discharge port 12 .

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 컨트롤러(1)의 각 구성요소들을 기능별로 분류하여 재구성한 블록도이다. FIG. 7 is a block diagram of each component of the air controller 1 according to an embodiment of the present invention.

에어 컨트롤러(1)는 전원부(500), 제어부(501), 구동부 어셈블리(502), 및 회전부 어셈블리(503)를 포함할 수 있다. The air controller 1 may include a power source unit 500, a control unit 501, a driving unit assembly 502, and a rotation unit assembly 503. [

전원부(500)는 도 2a에 도시한 전원(200)일 수 있다. The power supply unit 500 may be the power supply 200 shown in FIG. 2A.

제어부(501)는 전원부(500)로부터 전원을 공급받아 구동부 어셈블리(502)에 전기를 공급하거나, 회전부 어셈블리(503)에 전기를 공급할 수 있다. 제어부(501)는 회로기판(40) 및 제어회로부(46)를 포함할 수 있다. The control unit 501 may supply power to the driving unit assembly 502 or may supply electricity to the rotating unit assembly 503 by receiving power from the power source unit 500. The control section 501 may include a circuit board 40 and a control circuit section 46.

구동부 어셈블리(502)는 회전부 어셈블리(503)를 기계적으로 회전시키도록 되어 있을 수 있다. 구동부 어셈블리(502)는 베어링(31), 영구자석(32), 고정자 코일(33), 및 연결수단(34)을 포함할 수 있다. 즉, 구동부 어셈블리(502)는 상술한 구동수단을 포함하는 개념일 수 있다. 이때, 연결수단(34)은 회전축(30)과 영구자석(32)을 상호 고정결합시키기 위한 것일 수 있다. 이때, 구동부 어셈블리(502) 중 고정자 코일(33)이 제어부(501)로부터 전기를 공급받을 수 있다. The drive assembly 502 may be adapted to mechanically rotate the rotary assembly 503. The driving unit assembly 502 may include a bearing 31, a permanent magnet 32, a stator coil 33, and a connecting means 34. That is, the driving unit assembly 502 may be a concept including the driving means described above. At this time, the connecting means 34 may be for fixing the rotating shaft 30 and the permanent magnet 32 to each other. At this time, the stator coil 33 of the driving unit assembly 502 can receive electricity from the controller 501.

회전부 어셈블리(503)는 회전축(30)과 동일한 각속도로 함께 회전하는 부품들의 집합을 의미할 수 있다. 회전부 어셈블리(503)는 디스크(20), 표면 발열체(21), 회전축(30), 슬립링(41, 42), 브러시(43), 도전단자(51, 52), 및 연결 브리지(71, 72)를 포함할 수 있다. 회전부 어셈블리(503)는 제어부(501)로부터 브러시(43)를 통해 전기를 공급받을 수 있다. 이때, 브러시(43)를 통해 슬립링(41, 42)에 전기가 공급될 수 있다. 그리고 슬립링(41, 42)의 슬립전극과 전기적으로 연결되어 있는 도전단자(51, 52) 및 표면 발열체(21)로 전기가 공급될 수 있다. 브러시(43)는 회전축(30)과 동일한 각속도로 회전하지는 않지만, 슬립링(41, 42)의 표면에 미끄러짐 접촉함으로써 슬립링(41, 42)에 전기를 공급하도록 되어 있기 때문에, 회전부 어셈블리(503)에 포함시킬 수도 있다.The rotary unit assembly 503 may mean a set of parts rotating together at the same angular speed as the rotary shaft 30. [ The rotary unit assembly 503 includes the disk 20, the surface heating element 21, the rotary shaft 30, the slip rings 41 and 42, the brush 43, the conductive terminals 51 and 52, and the connection bridges 71 and 72 ). The rotary unit assembly 503 can receive electricity from the control unit 501 through the brush 43. [ At this time, electricity can be supplied to the slip rings 41 and 42 through the brushes 43. [ Electricity can be supplied to the conductive terminals 51, 52 and the surface heating element 21 electrically connected to the slip electrodes of the slip rings 41, 42. The brush 43 does not rotate at the same angular speed as the rotating shaft 30 but is supplied with electric power to the slip rings 41 and 42 by sliding contact with the surfaces of the slip rings 41 and 42. Therefore, ).

도 8은 회전부 어셈블리(503)에 속한 부품들 간의 연결관계 및 회전부 어셈블리(503)와 하우징(10)의 연결관계의 이해를 돕기 위한 도면이다.8 is a view for helping to understand the connection relationship between the components belonging to the rotation unit assembly 503 and the connection relation between the rotation unit assembly 503 and the housing 10. FIG.

회전축(30)에는 복수 개의 디스크(20)가 결합될 수 있다. 이때, 도 8에 도시된 바와 같이 디스크 중심부에는 디스크(20)가 회전축(30)과 고정결합되도록 회전축(30)이 끼워질 구멍이 형성되어 있을 수 있다. 슬립링(42) 및 슬립링(41)이 차례로 회전축(30)과 고정결합되도록, 슬립링(41, 42)의 본체에는 회전축(30)이 끼워지기 위한 구멍이 형성되어 있을 수 있다. 회전축(30)을 회전시키기 위한 영구자석(32)이 회전축(30)과 고정결합되도록, 영구자석(32)에는 회전축(30)이 끼워지기 위한 구멍이 형성되어 있을 수 있다. 이때, 영구자석(32)은 모터의 부피를 줄이기 위해 얇게 형성되어 있을 수 있다. 나아가 회전축(30)을 하우징에 대하여 회전 가능하게 고정하기 위한 축 고정부(300)가 제공될 수 있다. 축 고정부(300)의 중앙부에는 회전축(30)을 끼우기 위한 구멍이 형성되어 있을 수 있다. 상기 구멍 주위로는 회전축(30)을 지지하고, 회전축(30)이 하우징에 대하여 상대적으로 미끄러짐 운동을 할 수 있도록 베어링(31)이 배치되어 있을 수 있다. 축 고정부(300)에는 공기가 하우징(10) 안으로 인입되기 위한 인입구(11)가 도시된 바와 같이 형성되어 있을 수 있다. A plurality of discs 20 may be coupled to the rotary shaft 30. At this time, as shown in FIG. 8, a hole may be formed at the center of the disk so that the disk 20 is fixedly coupled to the rotary shaft 30. Holes may be formed in the body of the slip rings 41 and 42 so that the rotary shaft 30 is inserted into the slip ring 42 and the slip ring 41 in order. A hole may be formed in the permanent magnet 32 so that the rotating shaft 30 is inserted into the permanent magnet 32 so that the permanent magnet 32 for rotating the rotating shaft 30 is fixedly coupled to the rotating shaft 30. At this time, the permanent magnet 32 may be formed thin to reduce the volume of the motor. Further, a shaft fixing portion 300 for rotatably fixing the rotary shaft 30 to the housing may be provided. A hole for inserting the rotary shaft 30 may be formed at the center of the shaft fixing part 300. A bearing 31 may be disposed around the hole to support the rotary shaft 30 and allow the rotary shaft 30 to perform a sliding motion relative to the housing. The shaft fixing part 300 may have an inlet 11 for drawing air into the housing 10 as shown in FIG.

이하, 온풍기(1)의 전체적인 동작은 다음과 같을 수 있다.Hereinafter, the overall operation of the hot air fan 1 may be as follows.

온풍기(1)에 전기가 공급되고, 공기가 하우징(10)의 양쪽에 형성되어 있는 인입구(11)로 들어오게 되면, 각각의 디스크(20)에 형성되어 있는 공기통로(25)를 통해 공기가 하우징 내부로 퍼질 수 있다. 이때, 디스크(20)의 표면에 설치된 저항성 발열체(21)에 의해 디스크(20) 주변의 공기가 데워지며 가열되고, 디스크(20)가 회전하면서 공기가 점착력에 의해 회전할 수 있다. 이렇게 데워진 공기는 회전에 의한 원심력에 의해 하우징(10)에 형성되어 있는 토출구(12)를 통해 온풍기(1)의 밖으로 토출될 수 있다. When air is supplied to the hot air fan 1 and the air enters the inlet 11 formed on both sides of the housing 10, air flows through the air path 25 formed in each disk 20 It can spread inside the housing. At this time, air around the disk 20 is heated and heated by the resistive heating element 21 provided on the surface of the disk 20, and the air can be rotated by the adhesive force while the disk 20 rotates. The heated air can be discharged to the outside of the hot air fan 1 through the discharge port 12 formed in the housing 10 by the centrifugal force due to rotation.

디스크에 발열체가 설치되어 공기의 가열과 공기의 송풍이 동시에 이루어지는 본 발명은, 공기의 가열에만 적용되는 것이 아니라 공기의 냉각에도 적용될 수 있다. 예컨대, 냉풍 발생장치의 경우, 온풍기와 마찬가지로 냉각체가 제공된 디스크를 이용할 수 있다. 냉각체는 예컨대 펠티어 소자와 같은 것으로 이루어질 수 있다. 이때, 냉각된 디스크의 표면을 따라 공기가 이동할 때, 공기가 냉각될 수 있다. 그 후, 냉각된 공기가 냉풍 발생장치의 토출구로 토출될 수 있다. The present invention in which a heating element is provided on a disk to simultaneously heat air and blow air can be applied not only to air heating but also to air cooling. For example, in the case of a cold air generating apparatus, a disk provided with a cooling body can be used as in the case of a hot air fan. The cooling body may be made of, for example, a Peltier element. At this time, when the air moves along the surface of the cooled disk, the air can be cooled. Thereafter, the cooled air can be discharged to the discharge port of the cold air generating device.

본 발명의 변형된 실시예에서는 도 1 내지 도 5에 도시한 디스크 대신에 프로펠러(propeller), 임펠러(impeller)와 같은 블레이드(blade)를 사용할 수도 있다. 즉 상술한 발열체 및 냉각체는 상기 블레이드 표면에 제공될 수 있다.In a modified embodiment of the present invention, a blade such as a propeller or an impeller may be used instead of the disk shown in Figs. 1 to 5. That is, the above-mentioned heating element and the cooling body may be provided on the blade surface.

상술한 본 발명의 실시예들을 이용하여, 본 발명의 기술 분야에 속하는 자들은 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에 다양한 변경 및 수정을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 특허청구범위의 각 청구항의 내용은 본 명세서를 통해 이해할 수 있는 범위 내에서 인용관계가 없는 다른 청구항에 결합될 수 있다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the essential characteristics thereof. The contents of each claim in the claims may be combined with other claims without departing from the scope of the claims.

Claims (10)

하우징 내에 소정의 간격을 갖고 적층되어 있으며, 그 각 표면에 열 교환부가 형성되어 있는 복수 개의 디스크들;
상기 복수 개의 디스크들을 회전시키기 위하여 상기 복수 개의 디스크들의 중앙부에 고정결합되어 있는 회전축; 및
상기 회전축을 회전시키는 구동수단;
을 포함하며,
각각의 상기 열 교환부는 전기가 통하면 발열하는 발열체를 포함하고,
상기 회전축에는 각각의 상기 발열체에 전기를 제공하기 위한 두 개의 전기단자가 형성되어 있고, 브러시를 통해 전기를 공급받도록 되어 있는 두 개의 슬립링이 고정 결합되어 있으며,
각각의 상기 슬립링은 상기 회전축에 고정 결합된 슬립전극을 포함하고, 각각의 상기 슬립전극은 상기 두 개의 전기단자와 각각 전기적으로 연결되어 있으며,
상기 각 전기단자는 각각의 상기 발열체의 양 단자에 고정 결합되어 있고,
상기 복수 개의 디스크들의 중앙부에는 공기가 유통될 수 있는 공기구멍이 형성되어 있으며, 상기 복수 개의 디스크들이 회전할 때에 상기 복수 개의 디스크들의 중심부로부터 상기 복수 개의 디스크들의 바깥쪽으로 공기의 흐름을 발생시키는,
에어 컨트롤러.A plurality of disks stacked at predetermined intervals in the housing and having heat exchange portions formed on respective surfaces thereof;
A rotating shaft fixedly coupled to a central portion of the plurality of disks to rotate the plurality of disks; And
Driving means for rotating the rotating shaft;
/ RTI >
Each of the heat exchanging units includes a heat generating unit that generates heat when electricity is conducted,
The rotary shaft is provided with two electrical terminals for supplying electric power to each of the heating elements. Two slip rings adapted to receive electricity through the brushes are fixedly coupled,
Each of the slip rings includes a slip electrode fixedly coupled to the rotating shaft, each of the slip electrodes being electrically connected to the two electric terminals, respectively,
Wherein each of the electric terminals is fixedly coupled to both terminals of each of the heating elements,
Wherein air holes are formed in the central portion of the plurality of disks to allow air to flow therethrough and generate a flow of air from the center of the plurality of disks to the outside of the plurality of disks when the plurality of disks rotate,
Air controller. 제1항에 있어서,
상기 하우징은 공기가 인입되는 인입구 및 상기 인입된 공기가 토출되는 토출구를 갖도록 되어 있는,
에어 컨트롤러.The method according to claim 1,
Wherein the housing has an inlet through which air is introduced and an outlet through which the inlet air is discharged,
Air controller. 제2항에 있어서,
상기 인입구는 상기 회전축의 연장방향에 배치되어 있고,
상기 토출구는 상기 복수 개의 디스크들의 원주에 대한 접선의 연장방향에 배치되어 있는,
에어 컨트롤러.3. The method of claim 2,
Wherein the inlet is disposed in the extending direction of the rotation shaft,
Wherein the discharge port is disposed in a direction in which a tangent line of the plurality of disks relative to the circumference extends,
Air controller. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 구동수단은, 서로 전자기 결합되도록 배치된 복수 개의 고정자 코일과 복수 개의 영구자석을 포함하며,
상기 각 영구자석은 미리 결정된 연결수단에 의해 각각 상기 회전축에 고정 결합되어 있고,
상기 고정자 코일은 각각 상기 하우징에 대해 고정 결합되어 있는,
에어 컨트롤러.The method according to claim 1,
Wherein the driving means includes a plurality of stator coils and a plurality of permanent magnets arranged to be electromagnetically coupled to each other,
Wherein each of the permanent magnets is fixedly coupled to the rotating shaft by predetermined connecting means,
Wherein the stator coils are fixedly coupled to the housing,
Air controller. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 브러시는, 상기 슬립링이 회전할 때, 상기 슬립링의 표면에 미끄러짐 접촉함으로써 전기를 공급하도록 되어 있는,
에어 컨트롤러.
The method according to claim 1,
Wherein the brush is adapted to supply electricity by sliding contact with a surface of the slip ring when the slip ring rotates,
Air controller.
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