KR20060015074A - 원심송풍기의 임펠러 커버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 임펠러 커버의 흡입구로 공기가 원활하게 유입될 수 있도록 공기를 안내하는 구조를 형성하여 흡입구로 유입되는 공기의 유동을 고르게 하고, 공기의 흡입되는 각도가 임펠러의 각도와 일치하는 방향으로 흡입되도록 하여 임펠러의 입구에서 발생되는 유동손실이 저감되는 원심송풍기의 임펠러 커버에 관한 것으로서, 임펠러 커버의 흡입구에 공기의 유입을 안내하는 가이드부를 형성하여 공기의 흡입시 소음이 저감될 뿐만 아니라 공기의 유로저항이 저감되어 흡입력 및 효율이 증가되는 원심송풍기의 임펠러 커버를 제공하는 것을 목적으로 한다. 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 원심송풍기의 임펠러 커버는 중앙에 흡입구가 형성되고 임펠러의 상부를 덮는 원심송풍기의 임펠러 커버에 있어서 상기 임펠러 커버의 흡입구에는 방사형으로 형성된 복수의 가이드 베인을 포함한다.

진공청소기, 원심송풍기, 임펠러, 블레이드, 디퓨저, 가이드 베인, 리어 베인, 임펠러 커버

Description

원심송풍기의 임펠러 커버 {IMPELLER COVER OF CENTRIFUGAL FAN}

도 1은 종래 기술에 따른 원심송풍기의 내부가 도시된 일부절결 단면도.

도 2와 도 3은 종래 기술에 따른 원심송풍기의 임펠러 커버의 사시도와 단면도.

도 4와 도 5는 본 발명에 따른 진공청소기의 사시도와 단면도.

도 6은 본 발명에 따른 진공청소기의 원심송풍기의 일부절결 단면도.

도 7과 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 원심송풍기의 임펠러 커버가 도시된 사시도와 단면도.

도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 원심송풍기의 임펠러 커버가 도시된 사시도.

도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 원심송풍기의 임펠러 커버가 도시된 사시도.

도 11은 본 발명의 제4실시예에 따른 원심송풍기의 임펠러 커버가 도시된 사시도.

도 12는 본 발명의 제 5실시예에 따른 원심송풍기의 임펠러 커버가 도시된 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

50 : 진공청소기 52 : 본체

52a : 삽입공 54 : 집진봉투

56 : 필터 60 : 흡입부

62 : 흡기노즐 64 : 연장관

66 : 흡입호스 69 : 콘트롤부

68 : 손잡이부 70 : 원심송풍기

72 : 임펠러 커버 72a : 흡입구

74 : 임펠러 75 : 블레이드

76 : 격리판 77 : 디퓨저

78 : 리어 베인 80 : 모터

82 : 회전축 84 : 모터 하우징

92 : 가이드 베인

본 발명은 원심송풍기의 임펠러 커버에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 임펠러 커버의 흡입구로 공기가 원활하게 유입될 수 있도록 공기를 안내하는 구조를 형성하여 흡입구로 유입되는 공기의 유동을 고르게 하고, 공기의 흡입되는 각도가 임펠러의 각도와 일치하는 방향으로 흡입되도록 하여 임펠러의 입구에서 발생되는 유동손실이 저감되는 원심송풍기의 임펠러 커버에 관한 것이다.

일반적으로 진공청소기는 흡입력을 발생시켜 공기를 흡입함과 동시에 먼지 등의 이물질이 흡입되도록 하여 먼지만을 따로 분리하는 청소도구로서, 먼지를 분리하는 방법에 따라 필터형, 먼지봉투형, 사이클론형 등의 진공청소기로 구분된다. 상기 진공청소기는 먼지를 저장하기 위한 집진봉투 및 공기를 흡입하기 위한 원심송풍기를 포함하는 본체와, 상기 본체에 연결되어 먼지와 함께 공기를 흡입하는 통로를 제공하는 흡입부로 구성된다.

도 1은 종래 기술에 따른 원심송풍기의 내부가 도시된 일부절결 단면도이고, 도 2와 도 3은 종래 기술에 따른 원심송풍기의 임펠러 커버의 사시도와 단면도이다.

종래의 원심송풍기(10)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 중앙부에 흡입구(12a)가 형성되고 후방이 개구된 임펠러 커버(12)의 내부에 다수의 블레이드(15)가 형성되어 공기를 흡입하는 임펠러(14)가 회전가능하게 설치된다. 또한, 상기 임펠러 커버(12)의 개구된 후방에는 상기 임펠러 커버(12)의 후방을 폐쇄하는 모터 하우징(24)이 결합된다. 상기 모터 하우징(24)의 내부에는 모터(20)가 설치되고, 그 회전축(22)이 상기 임펠러(14)를 회전시킬 수 있도록 연결된다.

그리고, 상기 임펠러(14)와 모터(20) 사이에는 상기 임펠러 커버(12)를 상부와 하부로 격리하는 격리판(16)이 설치되고, 상기 격리판(16)의 외둘레에는 상기 임펠러(14)의 출구부로 송출된 공기를 확산시키며 공기의 정압력을 상승시키는 디퓨저(17)와, 상기 디퓨저(17)를 통과한 공기가 흡입되며 압축된 상태로 상기 모터(20) 측 유로로 안내하는 리어 베인(18)이 각각 격리판(16)의 상, 하면에 원주방향 으로 설치된다.

전술된 종래의 진공청소기용 원심송풍기(10)는 상기 모터(20)의 구동시 임펠러(14)가 회전되며 공기를 임펠러(14)의 바깥방향으로 유동시킨다. 이와 같이 유동된 공기는 상기 디퓨저(17)와 격리판(16)의 상면 및 상기 리어 베인(18)과 격리판(16)의 하면으로 형성되는 유로에 의해 모터(20)측으로 압송된다. 그리고, 공기는 상기 모터(20)의 외주면을 냉각시키며 토출구(12b)를 통해 외부로 배기된다.

이와 같이, 상기 임펠러(14) 내부의 유입되는 공기는 상기 임펠러 커버(12)의 흡입구(12a)로 들어오며 임펠러(14)의 입구에 부딪히며 소음을 유발하는 동시에 흡입되는 공기의 유동이 고르지 않게 된다. 또한, 상기 임펠러 커버(12)의 흡입구(12a)로부터 공기의 흡입이 일정하지 않게 될 경우 공기의 흡입성능이 저하되는 문제가 발생하게 된다.

또한, 종래의 임펠러 커버(12)는 상기 흡입구(12a)를 통해 임펠러(14)로 유입되는 공기의 입사각도가 임펠러(14)의 입구각도와 잘 일치하지 않으므로 임펠러(14)의 입구부에서 유동저항이 증가되고, 이는 압력손실로 이어져 흡입력 및 효율을 저하시키는 원인이 된다.

본 발명의 목적은 전술된 종래에 따른 원심송풍기의 임펠러 커버에서 발생되는 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 임펠러 커버의 흡입구에 공기의 유입을 안내하는 가이드부를 형성하여 공기의 흡입시 소음이 저감될 뿐만 아니라 공기의 유로저항이 저감되어 흡입력 및 효율이 증가되는 원심송풍기의 임펠러 커버를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 원심송풍기의 임펠러 커버는 중앙에 흡입구가 형성되고 임펠러의 상부를 덮는 원심송풍기의 임펠러 커버에 있어서, 상기 임펠러 커버의 흡입구에는 방사형으로 형성된 복수의 가이드 베인을 포함한다.

여기서, 상기 가이드 베인은 원주방향으로 경사지게 형성될 수 있다. 또한, 상기 가이드 베인은 중앙부에서 반경방향으로 갈수록 높이가 높아질 수 있다. 더불어, 상기 가이드 베인은 나선형으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 가이드 베인은 경사지는 각도가 가변될 수 있다.

또한, 바람직한 실시예에 따른 임펠러 커버는 상기 흡입구의 중앙부에 형성되며 각각의 가이드 베인의 단부와 연결되는 연결지지부를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 연결지지부는 내부가 관통된 환형의 고리일 수 있다. 또한, 다른 실시예에 따른 임펠러 커버는 중앙부에서 방사형으로 연장되는 복수의 로드를 포함하고, 각각의 로드는 상기 가이드 베인과 연결될 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

도 4와 도 5는 본 발명에 따른 진공청소기의 사시도와 단면도이다.

본 발명에 따른 진공청소기(50)는, 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 외관을 이루는 본체(52)에 집진봉투(54) 및 원심송풍기(70) 등이 설치되는 공간이 구획 형 성되고, 그 구획된 곳에는 집진봉투(54)에 의해 걸러지지 않은 이물질을 여과하기 위한 필터(56)가 설치된다. 그리고, 상기 본체(52)의 후부에는 원심송풍기에서 토출된 공기가 배기되는 배기부(58)가 형성된다. 또한, 상기 본체(52)에는 흡입부(60)를 연결하기 위한 삽입공(52a)이 형성된다.

상기 흡입부(60)는 먼지를 흡입하는 흡기노즐(62)과, 상기 흡기노즐(62)을 상기 본체(52)와 연결하는 연장관(64) 및 흡입호스(66)가 연결되고, 상기 연장관(64) 및 흡입호스(66)는 청소기의 작동을 제어하는 콘트롤부(69)가 일체로 형성된 손잡이부(68)에 연결된다. 여기서, 상기 연장관(64)은 상기 손잡이부(68)와 분리 가능하게 설치되며 길이를 가변시킬 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 진공청소기의 원심송풍기의 일부절결 단면도로서, 전술된 원심송풍기(70)는 중앙부에 흡입구(72a)가 형성되고 후방이 개구된 임펠러 커버(72)의 내부에 다수의 블레이드(75)가 형성된 임펠러(74)가 회전가능하게 설치된다. 여기서, 상기 임펠러(74)의 블레이드(75)는 중앙에서 외측 원주방향으로 진행되는 곡선형으로 형성되어 상기 흡입구(72a)로 흡입되는 공기를 경사진 방향으로 흡입한다. 또한, 상기 임펠러(74)의 하부에는 회전축(82)이 상기 임펠러(74)의 중앙부와 연결되어 상기 임펠러(74)를 회전시키는 모터(80)가 배치된다. 상기 모터(80)는 상기 임펠러 커버(72)의 개구된 후방을 폐쇄하며 상기 모터(80)를 감싸는 모터 하우징(84)에 장착된다.

한편, 상기 임펠러(74)와 모터(80) 사이에는 상기 임펠러(74)와 모터(80) 사이에는 상기 임펠러 커버(72)를 상부와 하부로 격리하며 공기의 유로를 형성하는 격리판(76)이 설치된다. 상기 격리판(76)은 상기 임펠러(74)의 회전에 의해 유입된 공기가 측방으로 유동되도록 상기 임펠러 커버(72)의 내부를 상부와 하부로 격리하는 동시에 공기의 유동을 안내한다.

또한, 상기 격리판(76)의 상면 외둘레에는 상기 임펠러(74)의 출구부와 인접하게 배치되어 송출되는 공기를 확산하며 정압력을 상승시키는 디퓨저(77)가 형성된다. 상기 디퓨저(77)는 상기 임펠러(74)의 반경방향 외둘레에 소정간격으로 배치된 다수의 깃(77a)으로 이루어져, 상기 디퓨저(77)의 깃(77a) 사이의 입구측의 유로면적보다 출구측의 유로면적이 커지도록 하여 공기가 확장되며 속도는 떨어지고 압력은 증가하게 되며 상기 디퓨저(77)의 깃(77a)을 통과한 공기의 압력, 즉 상기 임펠러 커버(72) 내부의 압력은 높아진 만큼 임펠러 커버(72)의 흡입구(72a)의 압력, 즉 상기 임펠러 커버(72) 외부의 압력은 떨어지게 되고, 이 압력차로 인해 외부의 공기를 상기 임펠러 커버(72) 내부로 흡입할 수 있는 강한 흡입력이 생긴다. 또한, 상기 격리판(76)의 하면에는 상기 디퓨저(77)의 깃(77a)에 의해 압송된 공기를 상기 모터(80)측으로 안내하는 리어 베인(78)이 형성된다. 그리고, 공기는 상기 모터(80)의 외주면을 냉각시키며 토출구(72b)를 통해 외부로 배기된다.

여기서, 상기 디퓨저(77)의 깃(77a)은 상기 임펠러(74)의 회전방향과 동일한 방향의 나선형으로 형성되고, 상기 리어 베인(78)은 상기 임펠러(74)의 회전방향과 대향되는 방향의 나선형으로 형성된다.

도 7과 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 원심송풍기의 임펠러 커버가 도시된 사시도와 단면도로서, 이를 참조하여 본 발명에 따른 임펠러 커버(72)를 보다 상세히 설명한다.

전술된 임펠러 커버(72)에는 상기 임펠러(74)로 흡입되는 공기의 유동을 안내하는 유동 가이드부가 형성된다. 상기 유동 가이드부는 상기 임펠러 커버(72)의 흡입구(72a)의 내주면에 방사형으로 형성된 복수의 가이드 베인(92)으로 이루어진다. 여기서, 상기 가이드 베인(92)은 원주방향으로 경사지게 형성되며, 상기 가이드 베인(92)의 경사진 각도는 임펠러(74)의 입구각도에 상당하는 각도로 이루어진다. 상기 가이드 베인(92)은 상기 임펠러(74)의 흡입력에 의해 유입되는 공기를 안내하여 공기가 상기 임펠러(74)의 입구각도와 일치하는 각도로 유입되도록 한다. 이로 인해, 상기 임펠러(74)로 유입되는 공기는 일정한 유동으로 흡입되어 유동손실이 감소하고, 흡입력 및 흡입효율이 증가된다.

본 발명의 제2실시예에 따른 원심송풍기(70)의 임펠러 커버(72)가 도시된 사시도인 도 9를 참조하면, 제2실시예에 따른 가이드 베인(102)은 중앙부(102a)에서 반경방향 외곽부(102b)로 갈수록 높이가 높아진다. 이는 상기 임펠러(74)의 회전시 상기 임펠러 커버(72)의 흡입구(72a) 중앙부에는 수직에 가까운 하강 기류가 형성되므로 별로의 공기를 안내하는 수단이 구비되지 않아도 공기의 유동저항이 증가되지 않는다. 반면에 상기 임펠러 커버(72)의 흡입구(72a) 주변부는 상기 임펠러(74)의 회전시 공기가 소정의 각도로서 흡입되므로, 상기 가이드 베인(102)을 주변부로 갈수록 높이가 높아지게 형성하여 공기의 유동저항을 감소시킨다.

도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 원심송풍기의 임펠러 커버가 도시된 사시도이다. 본 발명의 제3실시예에 따른 임펠러 커버(72)의 흡입구(72a)에 형성된 가이드 베인(112)은 제2실시예와 달리 중앙부(112a)의 높이와 외곽부(112b)의 높이가 동일하게 형성된다. 그리고, 상기 가이드 베인(102)은 중앙부에서 반경방향으로 갈수록 기울어진 각도가 점점 커지는 나선형으로 형성된다. 즉, 상기 가이드 베인(112)은 중앙부(112a)는 수직에 가깝게 형성되는 반면에 외곽부(112b)는 임펠러의 입구로 유입되는 공기의 유동방향과 동일한 각도로 경사지게 형성된다.

이와 같은 구조의 가이드 베인(112)은 상기 임펠러 커버(72)의 흡입구(72a) 중앙부로 유입되는 공기는 수직에 근접한 각도로 유입되고, 주변부로 유입되는 공기는 임펠러(74)의 입구로 유입되는 공기와 일치하는 각도로 흡입된다. 또한, 상기 가이드 베인(112)은 중앙부와 주변부 사이의 기울어진 각도가 점점 증가되는 방향으로 형성되므로, 공기의 흡입되는 각도가 연속적으로 증가된다. 이로 인해, 상기 가이드 베인(112)의 어느 부분에서도 공기의 흡입시 안정적인 유동이 형성된다.

바람직하게는 전술된 제3실시예에 따른 가이드 베인(112)은 물론이고, 제1실시예와 제2실시예에 따른 가이드 베인(92, 102)은 임펠러(74)의 회전 속도 및 임펠러 커버(72)의 흡입구(72a) 크기 등에 의해 경사진 각도가 가변될 수 있게 설치되는 것도 가능하다.

한편, 상기 유동 가이드부는 상기 흡입구(72a)의 중앙부에 다수의 가이드 베인(122)을 서로 연결하며 지지하는 연결지지부를 더 포함할 수 있다. 일예로, 본 발명의 제4실시예에 따른 원심송풍기(70)의 임펠러 커버(72)가 도시된 사시도인 도 11을 참조하면, 상기 연결지지부는 내부가 관통된 환형의 고리(124)로 형성된다. 상기 고리(124)는 상기 가이드 베인(122)과 일체로 형성되거나 별도의 부재로 제작 된 후 용접 또는 접착제 등에 의해 결합되는 것도 가능하다.

이와 같이 상기 고리(124)에 의해 각각의 가이드 베인(122)이 연결되면 상기 가이드 베인(122)이 더욱 견고하게 지지되어 공기의 흡입시 발생되는 가이드 베인(122)의 요동을 방지할 수 있다. 더욱이 상기 고리(124)는 중앙부가 관통되어 상기 임펠러 커버(72)의 흡입구(72a)의 중심부를 통해 유입되는 공기량을 증가시킬 수 있다.

전술된 연결지지부는 환형의 고리(124) 이외의 다양한 형상으로 변형되는 것도 가능하다. 도 12는 본 발명의 제 5실시예에 따른 원심송풍기의 임펠러 커버가 도시된 사시도로서, 상기 연결지지부는 상기 임펠러 커버(72)의 흡입구(72a) 중앙부에서 방사형으로 연장되는 복수의 로드(134)로 형성되는 것도 가능하다. 상기 로드(134)는 중앙부가 일체로 형성되고 각각의 단부가 상호 대응되는 가이드 베인(132)과 연결된다.

전술된 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 진공청소기(50)의 원심송풍기(70)의 작동을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 사용자의 조작에 의해 모터(80)가 작동되면, 모터(80)와 회전축(82)에 연결된 임펠러(74)가 회전하며 공기를 원주방향으로 송풍한다. 이때, 상기 임펠러(74)의 중앙부에는 진공이 형성되며 상기 임펠러 커버(72)의 흡입구(72a)를 통해 공기가 유입된다. 또한, 상기 임펠러 커버(72)의 흡입구(72a)로 유입되는 공기는 흡입구(72a)에 형성된 가이드 베인(92, 102, 112, 122, 132)에 의해 임펠러(74)의 입구로 유입되는 공기와 일치하는 각도로 유입된다.

이와 같이, 상기 임펠러(74)의 입구부로 유입되는 공기의 유동은 상기 임펠러 커버(72)의 흡입구(72a)로 흡입되는 순간의 각도가 임펠러(74)의 입구 각도와 일치되어 공기 유동의 압력손실이 발생하지 않게 된다. 또한, 상기 임펠러(74)로 유입되는 공기의 유동이 안정적으로 유지되어 임펠러(74)에 흡입되는 과정에서 유동의 손실이 발생되지 않게 되므로 흡입력 및 효율이 증가하게 된다.

한편, 전술된 바와 같이 임펠러(74)로 유입된 공기는 격리판(76)의 상면과 디퓨저(77)의 깃(77a)에 의해 형성된 유로로 송풍되며 확산이 이루어지고, 상기 임펠러 커버(72)의 내측면을 따라 상기 격리판(76)의 하면과 상기 리어 베인(78)에 의해 형성되는 유로로 송풍된다. 그리고, 공기는 상기 모터(80)의 외주면을 냉각시키며 토출구(72b)를 통해 외부로 배기된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 원심송풍기의 임펠러 커버를 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형될 수 있음은 물론이다.

따라서, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 원심송풍기의 임펠러 커버는 흡입구의 주변에 형성된 복수의 가이드 베인에 의해 임펠러로 유입되는 공기가 임펠러의 입구부와 같은 각도로 유입되므로, 공기가 임펠러로 유입되는 과정에서 유동손실이 발생하지 않게 되고, 유동의 흡입각도가 같게 형성되므로 급격한 유동의 변동이 없게 되어 소음의 발생이 저감된다. 또한, 임펠러의 흡입구 주위에 유동저 항이 저감되므로 원심송풍기의 흡입력 및 효율이 증가되는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 중앙에 흡입구가 형성되고 임펠러의 상부를 덮는 원심송풍기의 임펠러 커버에 있어서,

   상기 임펠러 커버의 흡입구에는 방사형으로 형성된 복수의 가이드 베인을 포함하는 것을 특징으로 하는 원심송풍기의 임펠러 커버.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 가이드 베인은 원주방향으로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 원심송풍기의 임펠러 커버.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 가이드 베인은 중앙부에서 반경방향으로 갈수록 높이가 높아지는 것을 특징으로 하는 원심송풍기의 임펠러 커버.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 가이드 베인은 나선형으로 형성된 것을 특징으로 하는 원심송풍기의 임펠러 커버.
5. 청구항 2에 있어서,

   상기 가이드 베인은 경사지는 각도가 가변되는 것을 특징으로 하는 원심송풍기의 임펠러 커버.
6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 흡입구의 중앙부에 형성되며 각각의 가이드 베인의 단부와 연결되는 연결지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원심송풍기의 임펠러 커버.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 연결지지부는 내부가 관통된 환형의 고리인 것을 특징으로 하는 원심송풍기의 임펠러 커버.
8. 청구항 6에 있어서,

   상기 연결지지부는 중앙부에서 방사형으로 연장되는 복수의 로드를 포함하고, 각각의 로드는 상기 가이드 베인과 연결된 것을 특징으로 하는 원심송풍기의 임펠러 커버.

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