WO2020075928A1

WO2020075928A1 - 선풍기용 팬 유닛 및 이를 구비하는 선풍기 조립체

Info

Publication number: WO2020075928A1
Application number: PCT/KR2019/002499
Authority: WO
Inventors: 최귀석
Original assignee: 주식회사 다르텍
Priority date: 2018-10-11
Filing date: 2019-03-05
Publication date: 2020-04-16
Also published as: KR102117256B9; CN111315996A; KR102117256B1; CN111315996B; JP7149664B2; JP2022504124A; KR20200042547A

Abstract

본 발명은 단순히 선풍기 날개를 교체하는 방식만으로 통상의 선풍기를 공기청정기로 전용할 수 있고, 특히 선풍기 날개와 다른 구조로 이루어진 팬 유닛을 선풍기 모터에 장착 사용시 발생할 수 있는 모터헤드 과열문제를 해결할 수 있는 선풍기용 팬 유닛 및 이를 구비하는 선풍기 조립체에 관한 것이다. 본 발명에 따른 선풍기용 팬 유닛은 선풍기에 장착되는 팬 유닛으로서, 제1 공기 유입구가 관통 형성되어 있는 하부 디스크와; 제2 공기 유입구가 관통 형성되어 있는 상부 디스크와; 상기 하부 디스크와 상기 상부 디스크 사이에, 상기 하부 디스크 또는 상기 상부 디스크의 둘레를 따라 배치되는 집진필터; 및 상기 하부 디스크 또는 상기 상부 디스크를 상기 선풍기의 모터에 연결시키는 체결구를 포함한다. 그리고, 상기 제1 공기 유입구와 상기 제2 공기 유입구는 다음의 조건식 1을 만족하도록 구성되는 것을 특징으로 한다. 조건식 1 0 ≤ K2 ≤ K1×85% (여기서, K1: 제1 공기 유입구의 총면적, K2: 제2 공기 유입구의 총면적)

Description

선풍기용 팬 유닛 및 이를 구비하는 선풍기 조립체

본 발명은 선풍기 모터에 장착되어 회전하는 팬 유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 일상생활에서 흔히 사용하는 선풍기를 공기청정기로 전용할 수 있도록 하는 선풍기용 팬 유닛 및 이를 구비하는 선풍기 조립체에 관한 것이다.

선풍기는 바람을 일으켜 시원함을 제공하는 기기로서 가격은 저렴하면서도 효율이 좋아 매우 광범위하게 이용되고 있다. 이러한 선풍기는 주로 기온이 높은 여름철을 전후하여 많이 사용되다가, 기온이 내려가는 계절에는 사용 용도가 없어 별도 장소에 보관하는 계절성 가전제품의 특성을 갖고 있다.

한편, 최근에는 미세먼지 및 각종 유해가스 환경으로부터 실내공기를 정화하기 위하여 공기청정기가 많이 사용 보급되고 있으나, 일반적인 가정환경의 공간을 공기정화하기 위해서는 비교적 고가의 공기청정기를 구입해야하는 단점이 있었다.

따라서, 대부분의 가정에서 흔히 사용하고 있는 선풍기를 공기청정기로도 전용할 수 있다면, 선풍기 사용용도의 계절성은 물론 종래 공기청정기의 비용 문제 모두를 동시 해결할 수 있는 바, 그 비용적, 상업적, 용도적 효과가 상당할 수 있다.

종래 공기청정기능을 갖는 선풍기로서 다음과 같은 형태가 개시되어 있다. 한국공개특허 제10-2006-0061418호의 경우 일반 선풍기에 공기청정기능을 부여하기 위하여, 회전날개의 후면부 즉, 보호망 후면 상에 하전된 필름 형태의 필터를 부착시킨 선풍기를 개시하고 있고, 한국공개특허 제10-2004-0093359호의 경우 제올라이트 등과 같은 흡착식 탈취필터를 보호망에 착탈 가능하게 구성한 선풍기를 개시하고 있다.

그런데, 이와 같은 종래 공기청정기능을 갖는 선풍기들은 모두 공기정화 필터를 선풍기의 보호망에 탈부착하는 방식을 채용하고 있어, 필터 표면 상에서의 충분한 풍압을 발생시킬 수 없었고, 이에 따라 필터를 통과하는 공기의 양이 적다는 문제가 있었다. 결국, 종래 공기청정기능을 갖는 선풍기는 필터에 의한 풍량 감소는 커지고 미세먼지와 유해가스 제거 성능은 미비하여 선풍기 본래의 기능은 물론 공기청정기로도 부적합한 한계가 있었다.

한편, 선풍기 조립체의 구성들 중 팬 유닛(즉, 날개)의 구조를 변경하게 되면 기류방향에 변화가 발생될 수 있는데, 이러한 기류변화가 유발되면 모터의 냉각율이 달라져 모터가 이상과열될 수 있다. 특히, 모터과열로 인해 이 모터를 수용하고 있는 모터헤드가 60℃ 이상으로 과열되면, 모터손상, 퓨즈단선 또는 열변형이 발생되거나, 더 나아가 화재로 이어질 수도 있다. 따라서, 선풍기에 기설치되어 있는 날개를 대신 다른 구조의 팬 유닛을 적용할 경우, 이와 같은 모터과열 문제는 선풍기용 팬 유닛을 설계함에 있어서 매우 중요하게 고려되어야할 사항에 해당한다.

[선행기술문헌]

한국공개특허 제10-2006-0061418호 (공개일자: 2006.06.08.)

한국공개특허 제10-2004-0093359호 (공개일자: 2004.11.05)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 단순히 선풍기 날개를 교체하는 방식만으로 통상의 선풍기를 공기청정기로 전용할 수 있는 선풍기용 팬 유닛 및 이를 구비하는 선풍기 조립체를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 통상의 선풍기에 구비되는 날개를 빼고 대신 본 발명의 팬 유닛을 장착하여 사용하더라도, 모터헤드의 상승온도가 60℃ 미만으로 유지되는 것을 만족할 수 있으면서 공기청정기능을 수행할 수 있는 선풍기용 팬 유닛 및 이를 구비하는 선풍기 조립체를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 선풍기용 팬 유닛은 선풍기에 장착되는 팬 유닛으로서, 제1 공기 유입구가 관통 형성되어 있는 하부 디스크와; 제2 공기 유입구가 관통 형성되어 있는 상부 디스크와; 하부 디스크와 상부 디스크 사이에 하부 디스크 또는 상부 디스크의 둘레 방향을 따라 배치되는 집진필터; 및 하부 디스크 또는 상부 디스크를 선풍기의 모터에 연결시키는 체결구를 포함한다.

그리고, 제1 공기 유입구와 제2 공기 유입구는 다음의 조건식 1을 만족하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

조건식 1

0 ≤ K2 ≤ K1×85%

(여기서, K1: 제1 공기 유입구의 총면적이고, K2: 제2 공기 유입구의 총면적이며, 조건식 1은 상기 팬 유닛이 선풍기에 장착된 상태를 가정할 때, 상기 제1 공기 유입구가 상기 제2 공기 유입구보다 상기 모터에 더 가깝게 위치하는 경우를 기준으로 함)

본 발명의 선풍기용 팬 유닛은 하부 디스크가 상부 디스크보다 선풍기 모터에 더 가깝게 위치하게 선풍기에 장착되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 선풍기용 팬 유닛은 상부 디스크는 하부 디스크와 중심이 일치된 상태로 하부 디스크로부터 일정한 높이만큼 이격 배치되고, 집진 필터는 상부 디스크 및 하부 디스크의 상호 대향면 상에서, 중심으로부터 제1반경과 제2반경 사이 영역에 상부 디스크 또는 하부 디스크의 둘레 방향을 따라서 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 선풍기용 팬 유닛은 체결구에는 삽입홀이 형성되어 있고, 상기 체결구는 하부 디스크 또는 상부 디스크의 중심 상에 상기 삽입홀이 위치하도록 구성되며, 상기 삽입홀은 상기 선풍기의 모터의 구동축이 삽입될 수 있도록 구성된다.

그리고, 본 발명의 체결구의 일면에는 상기 삽입홀을 중심으로 형성되는 한 쌍의 요홈부와 또 다른 한 쌍의 요홈부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 선풍기용 팬 유닛에 의하면, 일상생활에서 흔히 사용하는 선풍기에 팬 유닛을 단순 장착하기만 하면 선풍기를 공기청정기로 전용할 수 있는 바, 계절성 가전제품이였던 선풍기를 사계절 가전제품으로 사용할 수 있게 되었고, 특히 별도의 공기청정기를 구입 또는 비치하지 않고도 비교적 저렴한 비용으로 통상의 공기청정기 수준의 공기정화기능을 향유할 수 있게 되었다.

또한, 본 발명에 따른 선풍기용 팬 유닛에 의하면, 다양한 종류와 재질의 선풍기에 장착하여 사용하더라도 모터헤드 온도가 60℃ 이상 과열되지 않는 바, 통상의 선풍기 팬(예컨대, 날개)의 구조 변형시 발생될 수 있는 모터과열 및 이에 의한 모터손상, 퓨즈단선 내지 열변형 등의 문제를 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 선풍기용 팬 유닛의 하부 디스크의 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 선풍기용 팬 유닛의 상부 디스크의 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 선풍기용 팬 유닛의 후면측 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 선풍기용 팬 유닛의 정면측 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 팬 유닛의 제1,2 공기 유입구 간의 총면적 비율 대비 모터헤드 온도변화에 대한 시험 데이터.

도 6은 본 발명에 따른 선풍기의 모터 및 구동축을 도시한 측면도.

도 7은 본 발명에 따른 제1 체결구 및 이에 형성된 삽입홀과 제1,2,3 요홈부를 도시한 상측면도.

도 8a는 본 발명에 따른 제1 요홈부의 특징을 설명하기 위한 제1 체결구의 단면도.

도 8b는 본 발명에 따른 제2 요홈부의 특징을 설명하기 위한 제1 체결구의 단면도.

도 8c는 본 발명에 따른 제3 요홈부의 특징을 설명하기 위한 제1 체결구의 단면도.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예로서 다수 개의 블레이드를 더 구비하는 선풍기용 팬 유닛의 사시도.

도 10은 본 발명에 따른 팬 유닛을 구비하는 선풍기 조립체의 분해 사시도.

도 11은 본 발명에 따른 팬 유닛을 구비하는 선풍기 조립체의 상측 단면도.

[부호의 설명]

1: 선풍기 모터 2: 선풍기 모터의 구동축

3: 걸림쇠 6: 조임캡

10: 하부 디스크 13: 제1 공기 유입구

20: 집진필터 40: 제1 체결구

41: 제1 체결구의 삽입홀 45: 제1 요홈부

46: 제2 요홈부 50,53: 지지대

60: 상부 디스크 63: 제2 공기 유입구

70: 제2 체결구 71: 제2 체결구의 삽입홀

80: 블레이드

본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "갖다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 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.

또한, 본 명세서에서, "~ 상에 또는 ~ 상부에" 라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것인데, 이는 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다. 즉, 본 명세서에서 지칭하는 "~ 상에 또는 ~ 상부에" 라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치하는 경우뿐만 아니라 대상 부분의 앞 또는 뒤에 위치하는 경우도 포함한다.

또한, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에 또는 상부에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 상에 또는 상부에" 접촉하여 있거나 간격을 두고 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.

또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예, 장점 및 특징에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 선풍기용 팬 유닛의 하부 디스크의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 선풍기용 팬 유닛의 상부 디스크의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 선풍기용 팬 유닛의 후면측 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 선풍기용 팬 유닛의 정면측 사시도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 선풍기용 팬은 하부 디스크 (10), 집진필터(20), 상부 디스크(60), 체결구(40), 및 지지대(50)를 포함하고, 바람직하게는 다수 개의 블레이드를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 하부 디스크(10)는 집진필터(20)를 지지하는 베이스 플레이트로서, 집진필터(20)를 사이에 두고 상부 디스크(60)와 대향하는 구조로 배치된다.

하부 디스크(10)는 선풍기의 모터(1)와 연결되어 모터(1)로부터 회전력을 받아 그 중심을 축으로 회전 동작하도록 구성된다.

하부 디스크(10)는 공기 유입구(이하, '제1 공기 유입구(13)'라 칭함)가 관통 형성되어 있어, 하부 디스크(10)의 회전시 제1 공기 유입구(13)를 통해 외부공기가 팬 유닛 내부로 유입되고, 팬 유닛 내부로 유입된 공기는 기압차에 의해 집진필터(20) 측으로 이동하게 된다. 제1 공기 유입구(13)의 형상은 특별히 한정하지 않으며, 예컨대 원형, 원호형, 다각형 등 다양한 모양으로 형성될 수 있다.

바람직한 실시예에 따르면, 하부 디스크(10)는 제1 공기 유입구(13)가 중심부에 형성되어 있는 환형의 판체로 구성될 수 있고, 그 재질은 플라스틱재로 이루어질 수 있다.

또 다른 실시예로서, 하부 디스크(10)는 원판형으로 구성되고, 이 원판에 제1 공기 유입구(13)가 관통 형성되어 있는 형태로 구성될 수 있다. 상기 경우 제1 공기 유입구(13)는 원형, 원호형, 다각형 등 다양한 모양으로 형성될 수 있다.

본 발명의 상부 디스크(60)는 하부 디스크(10)와 함께 집진필터(20)를 지지하는 또 다른 베이스 플레이트로서, 집진필터(20) 상에 배치되어 이 집진필터(20)를 사이에 두고 하부 디스크(10)와 대향하는 구조로 구비된다.

상부 디스크(60)는 접착제 등을 통해 집진필터(20) 상에 부착 고정되거나, 또는 상부 디스크(60)에 형성된 체결구(70)를 통해 선풍기의 모터(1)에 연결될 수 있다. 도 2 실시예의 경우, 상부 디스크(60)는 이의 중심부에 구비되는 체결구(70)를 통해 하부 디스크(10)의 중심부에 구비되는 체결구(40)와 연결되고, 동시에 모터의 구동축에 결합될 수 있도록 구성하였다.

상부 디스크(60)는 하부 디스크(10)와 마찬가지로 공기 유입구(이하, '제2 공기 유입구(63)'라 칭함)가 관통 형성될 수 있는데, 상기 경우 상부 디스크(60)의 회전시 제2 공기 유입구(63)를 통해 유입되는 공기는 기압차에 의해 집진필터(20) 측으로 이동하게 된다. 제2 공기 유입구(63)의 형상은 특별히 한정하지 않으며, 예컨대 원형, 원호형, 다각형 등 다양한 모양으로 형성될 수 있다.

참고로, 하부 디스크(10)에는 공기 유입구(13)가 필수적으로 형성되어야 하나, 상부 디스크(60)는 공기 유입구(63)가 형성되지 않더라도 무방하며, 만약 공기 유입구가(63)가 형성될 경우 소정의 조건을 만족하도록 설계되어야 한다.

바람직한 실시예에 따르면, 상부 디스크(60)는 플라스틱 재질의 원판형 모양으로 구성될 수 있으며, 이 원판에 제2 공기 유입구(63)가 관통 형성되어 있는 형태로 구성될 수 있다. 상기 경우 제2 공기 유입구(63)는 원형, 원호형, 다각형 등 다양한 모양으로 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 선풍기용 팬 유닛은 선풍기에 장착되어 공기청정기능을 수행하도록 구성되는데, 이때 제1,2 공기 유입구(13,63)에 후술할 구조적 특징을 부여할 경우, 이처럼 선풍기에 장착되어 공기청정기능을 수행함에 있어서 최적의 선풍기용 팬 유닛을 구현할 수 있게 된다.

이하에서는, 본 발명에 따른 제1,2 공기 유입구(13,63)의 특징에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

참고로, 통상의 선풍기 조립체는 공기 통과공이 형성되어 있고 내부에 팬 유닛이 수용되는 팬 보호망(5)과, 구동축(2)이 연결되어 있고 이 구동축(2)의 축회전을 일으키는 모터(1), 및 이 모터(1)의 구동축(2)에 결합되어 회전함으로써 바람을 일으키는 날개(미 도시)로 구성되어 있다(도 6 참조).

그런데, 이러한 선풍기 조립체의 구성들 중 날개를 대체하여 본 발명의 팬 유닛을 장착 사용하게 되면, 날개를 기준으로 설계된 기류방향에 변화가 발생될 수 있다. 그리고, 이러한 기류변화가 유발되면 모터(1)의 냉각율이 달라져 모터(1)가 과열될 수 있는데, 상기 경우 선풍기의 화재발생 내지 모터손상 등의 안전사고와 직결되는 바, 이는 선풍기용 팬 유닛을 설계함에 있어서 매우 중요하게 고려되어야할 사항에 해당한다.

이에, 본원 발명자는 상,하부 디스크(10,60)에 형성되는 제1,2 공기 유입구(13,63)를 다음의 조건식 1에 따라 형성할 경우 전술한 바와 같은 모터 과열에 따른 문제를 해결할 수 있음을 알 수 있었다.

조건식 1

0 ≤ K2 ≤ K1×85%

(여기서, K1: 제1 공기 유입구의 총면적, K2: 제2 공기 유입구의 총면적)

참고로, 본 발명의 팬 유닛은 이를 선풍기에 결합하여 사용할 시, 하부 디스크(10)가 상부 디스크(60)보다 선풍기의 모터(1)에 더 가깝게 위치하는 구조로 선풍기에 장착된다. 환언하면, 상부 디스크(60)의 외면은 선풍기의 전방을 향하고, 하부 디스크(10)의 외면은 선풍기의 후방을 향하는 구조로 장착된다.

따라서, 조건식 1 역시 본 발명의 팬 유닛이 선풍기에 장착된 상태를 가정할 때, 하부 디스크(10)의 제1 공기 유입구(13)가 상부 디스크(60)의 제2 공기 유입구(63)보다 선풍기 모터(1)에 더 가깝게 위치하는 때를 기준으로 한다.

조건식 1에 따르면, 제2 공기 유입구(63)는 제1 공기 유입구(13)의 총 면적 대비 85% 이하의 총 면적을 갖도록 형성되거나, 또는 총 면적이 '0'이도록 형성된다. 여기서, 제1 공기 유입구(13)의 총 면적이란, 하부 디스크(10)에 있어서 외부공기가 하부 디스크(10)를 통과하여 팬 유닛 내부로 유입될 수 있도록 하부 디스크(10)에 관통 형성된 구멍 형태의 모든 개방구의 면적을 합한 면적을 지칭한다. 마찬가지로, 제2 공기 유입구(63)의 총 면적이란, 상부 디스크(60)에 있어서 외부공기가 상부 디스크(60)를 통과하여 팬 유닛 내부로 유입될 수 있도록 상부 디스크(60)에 관통 형성된 구멍 형태의 모든 개방구 면적을 합한 면적을 지칭한다.

그리고, 제2 공기 유입구(63)의 총 면적이 '0'이 되도록 형성됨이란, 상부 디스크(60)에 제2 공기 유입구(63)가 전혀 형성되지 않은 형태를 의미한다. 즉, 상부 디스크(60)가 구멍 형태의 개방구가 전혀 형성되지 않은 완전한 판체로 구성되어 상부 디스크(60)를 통해서는 외부공기가 유입되지 않는 형태를 의미한다.

전술한 바와 같이, 제1,2 공기 유입구(13,63)를 설계함에 있어서 조건식 1에 따르면, 팬 유닛의 회전에 따른 공기청정기능을 구현할 수 있으면서 동시에 모터의 냉각에 유리한 기류의 방향성을 결정할 수 있게 된다.

환언하면, 조건식 1에 따르면, 모터측 방향으로 흐르는 기류가 충분히 형성되어 모터 과열을 방지함에 필요한 임계치 이상의 냉각작용을 구현할 수 있게 되고, 따라서 선풍기의 날개를 빼고 본 발명의 팬 유닛을 대신 장착 사용하더라도 모터 과열에 의한 화재발생 내지 모터손상 문제를 방지할 수 있으면서 선풍기를 공기청정기로 전용할 수 있게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 팬 유닛의 제1,2 공기 유입구의 총면적 비율 대비 모터 온도변화에 대한 시험 데이터이다. 도 5를 참조하여 조건식 1의 기술적 의의에 대하여 설명하도록 한다.

설명에 앞서, 참고로 통상의 가정용 선풍기는 이의 가동시, 선풍기 모터를 포함하는 헤드(이하, '모터헤드'라 칭함)의 온도가 60 ~ 70℃ 이상 과열되는 것을 방지할 수 있어야 한다. 이는, 선풍기 모터헤드의 온도가 60 ~ 70℃ 이상 과열되면, 모터손상, 퓨즈단선 내지 열변형이 발생될 수 있고, 더 나아가 화재발생 요인으로 작용할 수 있기 때문이다. 여기서, 장시간 과열에 따른 상기 '열변형'이란 선풍기 모터를 수용하는 헤드의 제조시 합성수지를 사용하는데, 이러한 합성수지는 내열온도 이상의 고온에 노출될 경우 열변형이 유발되어 제품 손상으로 이어질 수 있다. 참고로, 선풍기 제조시 일반적으로 PVC 또는 ABS 등의 합성수지를 많이 사용하는데, PVC의 내열온도는 약 65℃이고, ABS의 내열온도는 약 75℃이다.

이와 같은 이유로, 통상의 선풍기는 기류를 이용한 모터헤드의 냉각을 통해 모터헤드가 60 ~ 70℃(이하, '한계온도'라 칭함) 이상 과열되지 않도록 선풍기 날개의 설계가 이루어져 있고, 이와 같은 한계온도는 본 발명의 팬 유닛을 장착하여 구동하더라도 동일하게 만족시킬 수 있어야 한다.

특히, 본 발명의 팬 유닛은 다양한 종류와 재질의 선풍기에 장착되어 사용되는 바, 내열온도가 가장 낮은 재질(예컨대, PVC)로 만든 선풍기에 사용하더라도 열변형을 유발하지 않아야 한다. 따라서, 본 발명의 팬 유닛은 어떠한 종류의 선풍기에 사용하더라도 모터헤드 온도가 60 ~ 70℃의 한계온도 이상 과열되지 않아야 하는데, 이는 전술한 조건식 1에 따른 제1,2 공기유입구(13,63) 설계를 통해 달성될 수 있다.

비교예 1 : 통상의 선풍기

본 발명의 팬 유닛이 아닌 통상의 선풍기 날개가 장착된 경우이다. 상기 경우, 통상의 선풍기를 미풍모드로 30분간 가동하면 모터헤드온도가 약 45℃ 수준으로 상승한다. 그리고, 이러한 모터헤드 상승온도는 "미풍(약 45℃) → 약풍(약 42℃) → 강풍(약 38℃)" 모드 순으로 그 상승온도가 더 낮아지게 된다. 즉, 통상의 선풍기는 60 ~ 70℃의 한계온도를 만족함을 알 수 있다.

시험예 1 : K2 = K1×95%

통상의 선풍기에 있어서 날개를 빼고 본 발명의 팬 유닛을 장착하되, 제2 공기 유입구(63)가 제1 공기 유입구(13)의 총면적(K1) 대비 95%의 총면적(K2)을 갖도록 설계하였다.

도 5에 나타난 바와 같이, 선풍기 모터헤드를 미풍 모드로 30분간 가동하면 모터헤드 온도가 약 66℃ 수준으로 상승함을 알 수 있다. 한편, 이러한 시험예 1에 따른 모터헤드 상승온도는 비교예 1과 마찬가지로 "미풍(66℃) → 약풍(62℃) → 강풍(59℃)" 모드 순으로 그 상승온도가 더 낮아지게 된다.

그런데, 이와 같이 모터헤드 온도가 60 ~ 70℃의 한계온도 이상으로 상승하면, 전술한 바와 같이 모터과열에 의한 열변형, 모터손상 내지 퓨즈단선이 발생될 수 있고, 더 나아가 화재발생 요인으로 작용할 수 있는 바, 선풍기용 팬 유닛으로 사용할 수 없게 된다.

시험예 2 : K2 = K1×85%

통상의 선풍기에 있어서 날개를 빼고 본 발명의 팬 유닛을 장착하되, 제2 공기 유입구(63)가 제1 공기 유입구(13)의 총면적(K1) 대비 85%의 총면적(K2)을 갖도록 설계하였다.

도 5에 나타난 바와 같이, 선풍기 모터헤드를 미풍 모드로 30분간 가동하면 모터헤드 온도가 약 58℃ 수준으로 상승함을 알 수 있다. 한편, 이러한 시험예 2에 따른 모터헤드 상승온도는 시험예 1과 마찬가지로 "미풍 → 약풍 → 강풍" 모드 순으로 그 상승온도가 더 낮아지게 된다.

따라서, 제2 공기 유입구(63)가 제1 공기 유입구(13)의 총면적(K1) 대비 85%의 총면적(K2)을 갖도록 형성하면, 모터헤드 온도상승 한계온도인 60 ~ 70℃ 미만을 만족하며 본 발명의 팬 유닛을 구동시킬 수 있음을 알 수 있다.

시험예 3 : K2 = K1×70%

통상의 선풍기에 있어서 날개를 빼고 본 발명의 팬 유닛을 장착하되, 제2 공기 유입구(63)가 제1 공기 유입구(13)의 총면적(K1) 대비 70%의 총면적(K2)을 갖도록 설계하였다.

도 5에 나타난 바와 같이, 선풍기 모터헤드를 미풍 모드로 30분간 가동하면 모터헤드 온도가 약 52℃ 수준으로 상승함을 알 수 있다. 한편, 이러한 시험예 3에 따른 모터헤드 상승온도는 시험예 2와 마찬가지로 "미풍 → 약풍 → 강풍" 모드 순으로 그 상승온도가 더 낮아지게 된다.

따라서, 제2 공기 유입구(63)가 제1 공기 유입구(13)의 총면적(K1) 대비 70%의 총면적(K2)을 갖도록 형성하면, 모터헤드 온도상승 한계온도인 60 ~ 70℃ 미만을 만족하며 본 발명의 팬 유닛을 구동시킬 수 있고, 더 나아가 시험예(2)보다 모터헤드 상승온도를 6℃ 정도 더 낮출 수 있음을 알 수 있다.

시험예 4 : K2 = K1×58%

통상의 선풍기에 있어서 날개를 빼고 본 발명의 팬 유닛을 장착하되, 제2 공기 유입구(63)가 제1 공기 유입구(13)의 총면적(K1) 대비 58%의 총면적(K2)을 갖도록 설계하였다.

도 5에 나타난 바와 같이, 선풍기 모터헤드를 미풍 모드로 30분간 가동하면 모터헤드 온도가 약 50℃ 수준으로 상승함을 알 수 있다. 한편, 이러한 시험예 4에 따른 모터헤드 상승온도는 시험예 3과 마찬가지로 "미풍 → 약풍 → 강풍" 모드 순으로 그 상승온도가 더 낮아지게 된다.

따라서, 제2 공기 유입구(63)가 제1 공기 유입구(13)의 총면적(K1) 대비 58%의 총면적(K2)을 갖도록 형성하면, 모터헤드 온도상승 한계온도인 60 ~ 70℃ 미만을 만족하며 본 발명의 팬 유닛을 구동시킬 수 있고, 더 나아가 시험예(2),(3)보다 모터헤드 상승온도를 더 낮출 수 있음을 알 수 있다.

시험예 5 : K2 = K1×5%

통상의 선풍기에 있어서 날개를 빼고 본 발명의 팬 유닛을 장착하되, 제2 공기 유입구(63)가 제1 공기 유입구(13)의 총면적(K1) 대비 5%의 총면적(K2)을 갖도록 설계하였다.

도 5에 나타난 바와 같이, 선풍기 모터헤드를 미풍 모드로 30분간 가동하면 모터헤드 온도가 약 40℃ 수준으로 상승함을 알 수 있다. 한편, 이러한 시험예 5에 따른 모터헤드 상승온도는 시험예 4와 마찬가지로 "미풍 → 약풍 → 강풍" 모드 순으로 그 상승온도가 더 낮아지게 된다.

따라서, 제2 공기 유입구(63)가 제1 공기 유입구(13)의 총면적(K1) 대비 5%의 총면적(K2)을 갖도록 형성하면, 모터헤드 상승온도가 이의 한계온도인 60 ~ 70℃를 크게 밑도는 수준으로 유지될 수 있음을 알 수 있고, 시험예(2),(3),(4)보다 모터헤드 상승온도를 더 낮출 수 있음을 알 수 있다.

결국, 시험예 1 내지 시험예 5에 나타나듯이, 조건식 1에 따라 팬 유닛을 설계하면, 선풍기에 요구되는 모터헤드 한계온도(60 ~ 70℃)를 만족하면서 공기청정기능을 수행할 수 있고, 제2 공기유입구(63)의 총면적(K2)이 제1 공기유입구(13)의 총면적(K1) 대비 더 작을수록 모터헤드 상승 온도가 더 낮게 나타남을 알 수 있다. 한편, 제2 공기유입구(63)의 총면적이 '0'(즉, 하부 디스크(60)에 제2 공기유입구(63)를 형성하지 않을 때)인 경우에도 모터헤드 상승온도가 한계온도인 60 ~ 70℃를 크게 밑도는 수준으로 나타났다.

그런데, 제2 공기유입구(63)의 총면적(K2)이 작아질수록 이에 비례하여 단위시간당 공기흡입량(즉, 외부공기가 팬 유닛 내부로 유입되는 양)이 감소할 수 있고, 이는 공기청정성능 감소로 이어질 수 있는 바, 제2 공기유입구(63)의 총면적(K2)은 모터헤드 상승온도와 단위시간당 공기흡입량을 동시에 고려하려 설계하는 것이 바람직하다. 즉, 팬 유닛의 회전 구동시, 모터헤드 상승온도가 한계온도 미만으로 유지되는 것을 만족할 수 있으면서 동시에 공기청정성능은 최대한 높일 수 있도록 설계하는 것이 바람직하다.

이와 같은 두 가지 요소를 모두 고려할 때, 제2 공기유입구(63)의 총면적(K2)은 제1 공기유입구(13)의 총면적(K1) 대비 85%이하로 형성되어야 하고, 바람직하게는 70% 이하로 형성하는 것이 좋으며, 보다 바람직하게는 50% 이하로 형성하는 것이 좋다.

본 발명의 집진필터(20)는 제1,2 공기 유입구(13,63)를 통해 유입되는 공기 내 유해 미세입자를 걸러내기 위한 필터로서, 전체적으로 원형 또는 다각형의 띠 형상으로 구성되어 하부 디스크(10)와 상부 디스크(60) 사이에 하부 디스크(10) 또는(및) 상부 디스크(60)의 둘레 방향을 따라 배치된다. 좀 더 자세하게는 집진필터(20)는 하부 디스크(10)와, 이러한 하부 디스크(10)와 중심이 일치된 상태에서 하부 디스크(10)로부터 일정한 높이만큼 상부로 이격되도록 배치되는 상부 디스크(60)의 서로 대행면 상에서, 하부 디스크(10)의 중심으로부터 제1반경과 제2반경 사이 영역에 상부 디스크(10) 또는 하부 디스크(60)의 둘레 방향을 따라서 설치된다.

집진필터(20)는 다수의 미세공이 형성되어 있는 필터를 사용할 수 있고, 부직포, 천, 금속메시, 스폰지, 세라믹 등 다양한 재질로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 헤파 필터(HEPA filter) 내지 부직포 필터와 같이 불규칙하게 배열된 섬유 구조로 이루어진 필터로 구성될 수 있다.

바람직한 실시예에 따르면, 집진필터(20)는 도 3,4의 실시예와 같이 하부 디스크(10)의 내면(상부 디스크와 대향되는 면) 상에 양면이 지그재그로 반복 절곡된 구조로 형성될 수 있다. 상기 경우, 집진필터(20)는 하부 디스크(10)의 원형 둘레를 따라 요철 모양이 반복된 파형 모양을 이루게 된다.

본 발명의 체결구(40)는 선풍기 모터(1)의 회전구동을 본 발명의 팬 유닛에 연동시키기 위한 구성으로서, 하부 디스크(10) 또는 상부 디스크(60)를 선풍기의 모터에 연결시킬 수 있도록 구성된다.

일 실시예에 따르면, 체결구(40)는 지지대(50)를 통해 하부 디스크(10)에 연결 및 고정될 수 있다. 상기 경우, 체결구(40)는 원통형으로 구성되어 하부 디스크(10)의 중심부 즉, 원형의 공기 통과공의 중심에 위치하고, 체결구(40)에 형성된 삽입홀(41)이 하부 디스크(10)의 중심축 상에 위치하도록 구성된다. 여기서, 하부 디스크(10)의 상기 '중심축'은 하부 디스크의 회전축일 수 있다.

또 다른 실시예에 따르면, 체결구(40)는 지지대(53)를 통해 상부 디스크(60)에 연결 및 고정될 수도 있다. 상기 경우, 상부 디스크(60)는 원형 또는 환형의 판체로 구성되고, 체결구(40)는 이 원형 또는 환형 판체의 중심부에 위치하여 체결구(40)의 삽입홀(41), 상부 디스크(60)의 중심축 및 하부 디스크(10)의 중심축이 모두 동일 선상에 있도록 구성된다.

참고로, 도 1 내지 도 4 실시예의 경우, 선풍기 모터에 결합되는 체결구(이하, '제1 체결구(40)'라 함)는 다수 개의 지지대(50)를 통해 하부 디스크(10)와 연결되며 하부 디스크(10)의 중심부에 고정되게 구성하였다. 그리고 상부 디스크(60)의 중심부에는 다수 개의 지지대(53)를 통해 상부 디스크(60)에 연결 고정되는 또 다른 체결구(이하, '제2 체결구(70)'라 함)를 형성하여, 이 체결구(70)를 통해 상부 디스크(60)가 하부 디스크(10)에 결합될 수 있도록 구성하였다.

본 발명의 제1 체결구(40)는 모터(1)의 구동축이 삽입 관통할 수 있도록 그 중심부에 형성되어 있는 삽입홀(41), 및 제1 체결구(40)의 일면에 상기 삽입홀(41)을 중심으로 형성되는 한 쌍의 제1 요홈부(45)를 포함하고, 바람직하게는 제2 요홈부(46)를 더 포함할 수 있다.

제1 체결구(40)의 삽입홀(41)은 선풍기 모터(1)의 구동축과 실질적으로 결합되는 구성으로서, 제1 체결구(40)의 높이방향을 따라 제1 체결구(40)에 관통 형성되는 중공 구조로 이루어진다. 여기서, 제1 체결구(40)의 높이방향이란 제1 체결구(40)가 모터(1)의 구동축에 결합된 상태를 기준으로 이 구동축의 장축방향을 지칭한다.

바람직한 실시예에 따르면, 삽입홀(41)은 제1 체결구(40)의 중심축에 형성되어, 하부 디스크(10)의 중심축, 제1 체결구(40)의 중심축 및 삽입홀(41)의 중심축이 모두 동일 선상에 위치하도록 구성될 수 있다.

이러한 삽입홀(41)은 최대 80㎜ 미만의 장축길이와 최소 2㎜ 초과의 직경을 갖도록 구성되는데, 이에 대한 이유를 설명하면 다음과 같다. 설명에 앞서, 본 발명에서 지칭하는 "모터 구동축(2)의 장축길이(L1)"에 대해 정의하면 다음과 같다.

도 6은 본 발명에 따른 선풍기의 모터 및 구동축을 도시한 측면도이다. 통상의 선풍기 모터(1)는 모터(1)의 전면으로 돌출되어 종래 선풍기 팬과 결합되는 구동축(2)이 설치되어 있고, 이 구동축(2)의 후단부에는 한 쌍의 걸림쇠(3)가 대칭 구조로 형성되어 있으며, 전단부에는 나사산부(4)가 형성되어 있다. 그리고 이 나사산부(4)에는 조임캡(6, 도 10에 도시됨)이 나사체결되어 종래 선풍기 팬을 구동축(2)에 결합 고정시키도록 구성되어 있다. 본 발명의 "모터 구동축(2)의 장축길이(L1)"는 이처럼 구동축(2)의 전체 길이 중 걸림쇠(3)로부터 나사산부(4) 선단(즉, 구동축(2)의 일측 종단)까지의 길이를 지칭한다.

본 발명의 상부 디스크(60) 및 하부 디스크(10)는 제1 체결구(40)를 통해 선풍기 모터(1)와 연결되어 모터(1)의 회전력을 전달받고, 제1 체결구(40)는 삽입홀(41)을 통해 모터(1)의 구동축(2)과 연결되도록 구성된다.

참고로, 현재 가정 또는 업소용으로 생산 판매되고 있는 대부분의 선풍기의 경우 그 모터 구동축(2)의 장축길이(L1)는 30 ~ 80㎜ 범위 내의 것으로 제조되고 있다. 그런데, 선풍기 모터(1)의 구동축(2)을 제1 체결구(40)의 삽입홀(41)에 삽입시, 구동축(2)의 나사산부(4)는 삽입홀(41)을 통과하여 제1 체결구(40)의 선단 외부로 돌출되어야 이 나사산부(4)에 조임캡(6)을 체결할 수 있게 된다. 따라서, 장축길이(L1)가 가장 긴 구동축(2)(즉, 80mm)을 고려할 때, 제1 체결구(40)의 삽입홀(41)은 최대 80㎜미만의 장축길이로 형성되어야 이 삽입홀(41)에 구동축(2)을 결합시 삽입홀(41) 외부(즉, 체결구(40) 외부)로 나사산부(4)가 돌출될 수 있게 된다.

그리고, 현재 가정 또는 업소용으로 생산 판매되고 있는 대부분의 선풍기의 경우 그 모터 구동축(2)의 외경은 2 ~ 10㎜ 범위 내의 것으로 제조되고 있다. 따라서, 외경이 가장 작은 구동축(2)(2mm)을 고려할 때, 제1 체결구(40)는 그 삽입홀(41)이 최소 2㎜를 초과하는 내경으로 이루어져야 선풍기 모터(1)의 구동축(2)이 이 삽입홀(41)에 삽입될 수 있게 된다.

제1 요홈부(45)는 제1 체결구(40)의 일면에 삽입홀(41)을 중심으로 상호 대칭 구조로 형성되는 걸림쇠 결합홈으로서, 제1 체결구(40)의 삽입홀(41)에 선풍기 모터(1)의 구동축(2)을 삽입하면 이 구동축(2)의 후단부에 돌출 형성되어 있는 한 쌍의 걸림쇠(3)가 제1 요홈부(45)에 삽입 결합된다.

이와 같은 제1 요홈부(45)와 걸림쇠(3) 간의 결합에 의해 구동축(2)의 회전력이 제1 체결구(40)로 전달될 수 있어 선풍기를 작동(On) 시킬 경우 모터(1) 구동에 연동하여 제1 체결구(40)가 축회전하게 되고, 이에 의해 상부 디스크(60)와 하부 디스크(10)의 회전동작을 유발됨으로써 본 발명의 팬 유닛의 선풍 및 공기정화 기능을 수행할 수 있게 된다.

바람직한 실시예에 따르면, 본 발명의 팬 유닛은 제1 요홈부(45) 외에 제2 요홈부(46)를 더 포함할 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 제1 체결구 및 이에 형성된 삽입홀과 제1,2,3 요홈부를 도시한 상측면도이고, 도 8 (a),(b),(c)는 본 발명에 따른 제1,2,3 요홈부의 특징을 설명하기 위한 체결구 단면도이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 제2 요홈부(46)는 제1 체결구(40)의 일면에 삽입홀(41)을 중심으로 상호 대칭 구조로 형성되는 걸림쇠 결합홈으로서, 그 기능은 제1 요홈부(45)와 동일하다. 그리고, 제1 요홈부(45)와 제2 요홈부(46)는 요홈의 깊이(P1,P2)가 서로 상이한 것을 특징으로 한다.

환언하면, 제2 요홈부(46)의 밑면(B2)과 제1 요홈부(45)의 밑면(B1)은 삽입홀(41)의 일측 종단(C1)을 기준으로 서로 상이한 높이에 위치하도록 구성된다. 예컨대, 도 8의 경우, 제1 요홈부(45)의 밑면(B1)은 삽입홀(41)의 하단(C1)으로부터 'H1' 높이에 위치하고, 제2 요홈부(46)의 밑면(B2)은 삽입홀(41)의 하단(C1)으로부터 'H2' 높이에 위치하도록 구성된다.

따라서, 제2 요홈부(46)의 밑면(B2)이 제1 요홈부(45)의 밑면(B1)보다 제1 체결구(40) 하단(C1)에 더 근접하게 위치하게 된다. 즉, 본 발명의 요홈부는 그 깊이가 깊을수록 해당 요홈부의 밑면은 제1 체결구(40)의 하측 종단(C1)에 더 근접하게 위치하게 된다. 예컨대, 도 8의 경우 제2 요홈부(46)의 깊이(P2)가 제1 요홈부(45)의 깊이(P1)보다 더 깊게 형성되어 있는 바, 제2 요홈부(46)의 밑면(B2)이 제1 요홈부(45)의 밑면(B1)보다 제1 체결구(40) 하단(C1)에 더 근접하여 위치하게 된다.

더 나아가 본 발명의 팬 유닛은 제3 요홈부(47), 제4 요홈부,..., 제N 요홈부를 더 포함할 수 있다. 상기 경우, 제3 요홈부(47)는 제1 체결구(40)의 일면에 삽입홀(41)을 중심으로 상호 대칭 구조로 형성되는 걸림쇠 결합홈으로서, 그 기능은 제1 요홈부(45)와 동일하다. 그리고, 제1,2,3 및 제N 요홈부는 요홈의 깊이가 모두 다르게 형성된다. 참고로, 도 8 예시의 경우 제1 요홈부(45), 제2 요홈부(46), 제3 요홈부(47) 순으로 요홈의 깊이(P1,P2,P3)는 더 깊어지고, 그 밑면(B1,B2,B3)의 높이(H1,H2,H3)는 더 낮아지도록 구성하였다.

따라서, 제2 요홈부(46)의 밑면(B2)이 제1 요홈부(45)의 밑면(B1)보다 제1 체결구(40)의 하단(C1)에 더 근접하게 위치하고, 제3 요홈부(47)의 밑면(B3)이 제2 요홈부(46)의 밑면(B2)보다 제1 체결구(40)의 하단(C1)에 더 근접하여 위치하게 된다.

이와 같이 제2 요홈부(46) 내지 제N 요홈부를 더 구비할 경우, 다음과 같이 본 발명의 팬 유닛에 호환성을 부여할 수 있게 된다. 즉, 현재 가정 또는 업소용으로 생산 판매되고 있는 대부분의 선풍기의 경우 그 모터 구동축(2)의 장축길이(L1)는 30 ~ 80㎜ 범위 내에서 다양한 길이로 제조되고 있다. 따라서, 각 선풍기는 제조사 별로 나사산부(4)에서 걸림쇠(3)까지의 길이가 상이하다.

한편, 본 발명의 팬 유닛의 모터 구동축 결합 구조를 살펴보면, 구동축이 제1 체결구(40)의 삽입홀(41) 및 제2 체결구(70)의 삽입홀(71)을 순차적으로 관통한 후 구동축의 나사산부(4)가 제2 체결구(70) 외부로 돌출되고, 이렇게 돌출된 나사산부(4)에 조임캡(6)을 나사체결함으로써 제1,2 체결구(40,70)가 구동축에 연결 고정된 상태가 된다.

그리고, 각 선풍기는 제조사 별로 구동축의 장축길이(L1)가 다수 개 타입으로 존재하는 바, 이와 같이 구동축의 다양한 장축길이(L1)에 상관없이 제1 체결구(40)를 모터 구동축에 결합 고정시킬 수 있어야 한다.

그런데, 본 발명의 팬 유닛은 제1 체결구(40)에 제1 요홈부(45) 외에 제2 요홈부(46), 제3 요홈부(47)와 같이 다양한 깊이(P1,P2,P3)의 요홈부를 형성함으로써, 하나의 팬 유닛으로 다양한 구동축 길이(L1)에 탄력적으로 대응할 수 있게 된다.

예컨대, 장축길이(L1) 70㎜의 구동축a를 갖는 선풍기a의 경우 제1 요홈부(45)에 해당 구동축a의 걸림쇠를 결합시킴으로써 본 발명의 팬 유닛을 선풍기a에 장착할 수 있고, 장축길이(L1) 50㎜의 구동축b을 갖는 선풍기b의 경우 제2 요홈부(46)에 해당 구동축b의 걸림쇠를 결합시킴으로써 본 발명의 팬 유닛을 선풍기b에 장착할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명의 팬 유닛에 의하면, 상이한 깊이로 구성된 다수 개의 요홈부 중, 사용자 선풍기의 구동축 장축길이(L1)에 알맞은 요홈부를 선택 적용할 수 있어, 하나의 팬 유닛으로 제조사별 다양한 선풍기에 호환 사용할 수 있게 된다.

결국, 본 발명의 팬 유닛은 일상생활에서 흔히 사용하는 선풍기에 특화된 구조로 구성됨으로써, 선풍기의 종류에 상관없이 종래 선풍기 팬을 탈거하고 대신 본 발명의 팬 유닛을 장착하기만 하면 종래 선풍기를 공기청정기로도 전용할 수 있게 되는 것이다.

본 발명의 제2 체결구(70)는 상부 디스크(60)와 하부 디스크(10)를 상호 결합시키기 위한 구성으로서, 모터 구동축이 삽입 관통할 수 있도록 그 중심부에 삽입홀(71)이 형성되어 있다. 참고로, 제2 체결구(70)는 제1 체결구(40)와 동일한 모양 및 구조로 형성하여도 무방하다.

일 실시예에 따르면, 제1 체결구(40)에 복수의 체결공(48)이 형성되고, 제2 체결구(70) 역시 복수의 체결공(78)이 형성될 수 있다. 상기 경우, 제1 체결구(40)의 체결공(48)을 관통하여 제2 체결구(70)의 체결공(78)에 나사결합되는 장나사를 통해, 제1 체결구(40)와 제2 체결구(70)가 상호 결합될 수 있고, 이에 의해 상부 디스크(60)와 하부 디스크(10)가 상호 조립되어 하나의 팬 유닛을 구성할 수 있게 된다.

본 발명의 지지대(50)는 하부 디스크(10)의 중심축 상에 삽입홀(41)이 위치하도록 제1 체결구(40)를 지지 고정하는 구성으로서, 일단부는 제1 체결구(40)에 연결되고, 타단부는 하부 디스크(10) 또는 상부 디스크(60)에 연결되는 막대형 부재로 형성될 수 있다. 참고로, 도 1 내지 도 4 실시예의 경우, 지지대(50)의 일단부는 제1 체결구(40)에 연결되고, 타단부는 하부 디스크(10)에 연결되어, 하부 디스크(10)의 중심부에 제1 체결구(40)가 고정되도록 구성하였다.

지지대(50)를 막대형 부재로 구성할 경우, 지지대(50)는 다수 개로 구비될 수 있고, 다수 개의 지지대(50)는 제1 체결구(40)를 중심으로 방사상 또는 십자형으로 뻗어 있는 구조로 구성할 수 있다.

본 발명의 팬 유닛이 제2 체결구(70)를 더 포함할 경우, 상부 디스크(60)의 중심축 상에 제2 체결구(70)가 위치하도록 이를 지지하는 지지대(53)를 더 포함할 수 있다. 상기 경우, 지지대(53)의 일단부는 제2 체결구(70)에 연결되고, 타단부는 상부 디스크(60)에 연결되는 막대형 부재로 이루어져, 상부 디스크(60)의 중심부에 제2 체결구(70)를 고정시킬 수 있다.

한편, 상부 디스크(60)에 제2 공기유입구(63)가 형성되지 않을 경우, 전술한 별도의 지지대(53) 없이, 상부 디스크(60)의 판체 중 중심부 영역에 제2 체결구(70)가 부착 내지 장착되거나 또는 일체형으로 성형 구비될 수 있다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예로서 다수 개의 블레이드를 더 구비하는 선풍기용 팬 유닛의 사시도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 블레이드(80)는 제1 공기 유입구(13) 영역에 구비되어, 선풍기 모터(1)의 구동에 의한 회전력에 의해 하부 디스크(10)의 중심을 축으로 회전하도록 구성된다.

일 실시예에 따르면, 블레이드(80)는 도 9와 같이 하부 디스크(10)에 대해 소정 각도로 경사지게 배치되는 판체로 구성될 수 있다. 상기 경우, 블레이드(80)는 다수 개로 구비되어 지지대(50)에 각각 하향 경사 구조로 형성될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 팬 유닛에 블레이드(80)를 더 형성하게 되면, 하부 디스크(10)의 회전시 블레이드(80)도 함께 회전하게 되고, 이때 블레이드(80)의 회전에 의해 외부공기의 팬 유닛 유입이 촉진되어 결국 본 발명의 팬 유닛의 공기청정성능 즉, 단위시간당 흡입량을 보다 향상시킬 수 있다.

이하에서는, 도 10 및 도 11을 참조하여, 본 발명의 팬 유닛이 장착된 선풍기 조립체의 공기정화 동작에 대하여 설명하도록 한다.

도 10은 본 발명에 따른 팬 유닛을 구비하는 선풍기 조립체의 분해 사시도이고, 도 11은 본 발명에 따른 팬 유닛을 구비하는 선풍기 조립체의 상측 단면도이다.

먼저, 본 발명의 팬 유닛이 장착된 선풍기를 온(On)시키면, 모터(1) 구동에 연동하여 이 모터(1)에 결합된 제1 체결구(40)가 축회전하게 되고, 이에 의해 상부 및 하부 디스크(10)의 회전동작이 유발된다.

본 발명의 팬 유닛의 회전이 시작되면, 팬 유닛의 회전력에 의해 팬 유닛 내부의 공기가 외부로 배출되고 이로 인해 팬 유닛 중심부와 팬 유닛 외부 간에 기압차가 발생되어, 외부 공기는 도 11의 화살표 방향(D1,D2)과 같이 제1,2 공기 유입공(15,65)을 통해 팬 유닛 내부로 유입되게 된다.

이때, 전술한 바와 같이 제1 공기 유입구(13)의 총면적(K1)이 제2 공기 유입구(63)의 총면적(K2)보다 더 크게 형성하게 되면, 제2 공기 유입구(63) 대비 제1 공기 유입구(13)를 통해 흡입되는 공기양이 더 많게 되고, 특히 선풍기의 모터헤드 측에 흐르는 기류가 더 강하게 발생되어 선풍기 모터헤드의 과열 즉, 전술한 한계온도 초과 문제를 방지할 수 있게 된다.

한편, 팬 유닛은 이의 중심부에서 외측으로 갈수록 원심력이 급격히 상승하여 팬 유닛의 최외곽에 있는 집진필터(20) 위치에서 풍압이 가장 높게 형성된다. 이에 따라, 팬 유닛의 중심부로 유입된 공기는 집진필터(20)를 원활히 통과하며 미세먼지 등이 효과적으로 걸러진 후 팬 유닛의 양측면 방향(D3)으로 배출된다.

전술한 바와 같은 본 발명의 팬 유닛은 통상의 선풍기에 구비되어 있는 모터(1) 구동축(2)에 결합되어 있는 선풍기 조립체 형태로 제공될 수 있다. 상기 경우, 본 발명의 선풍기 조립체는 공기 통과공이 형성되어 있고 내부에 팬 유닛이 수용되는 팬 보호망(5)과, 구동축(2)이 연결되어 있고 이 구동축(2)의 축회전을 일으키는 모터(1), 및 이 모터(1)의 구동축(2)에 결합되어 구동축(2)의 축회전시 이에 연동하여 회전하는 본 발명의 팬 유닛을 포함하여 구성될 수 있다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확히 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.

Claims

선풍기에 장착되는 팬 유닛으로서,

제1 공기 유입구가 관통 형성되어 있는 하부 디스크;

제2 공기 유입구가 관통 형성되어 있는 상부 디스크;

상기 하부 디스크와 상기 상부 디스크 사이에 상기 하부 디스크 또는 상기 상부 디스크의 둘레 방향을 따라 배치되는 집진필터; 및

상기 하부 디스크 또는 상기 상부 디스크를 상기 선풍기의 모터에 연결시키는 체결구를 포함하고,

상기 제1 공기 유입구와 상기 제2 공기 유입구는 다음의 조건식 1을 만족하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 선풍기용 팬 유닛.

조건식 1

0 ≤ K2 ≤ K1×85%

(여기서, K1: 제1 공기 유입구의 총면적이고, K2: 제2 공기 유입구의 총면적이며, 상기 조건식 1은 상기 팬 유닛이 상기 선풍기에 장착된 상태를 가정할 때, 상기 제1 공기 유입구가 상기 제2 공기 유입구보다 상기 모터에 더 가깝게 위치하는 경우를 기준으로 함)
제1 항에 있어서,

상기 제1 공기 유입구와 상기 제2 공기 유입구는 다음의 조건식 2를 더 만족하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 선풍기용 팬 유닛.

조건식 2

0 ≤ K2 ≤ K1×70%

(여기서, K1: 제1 공기 유입구의 총면적이고, K2: 제2 공기 유입구의 총면적이며, 상기 조건식 2는 상기 팬 유닛이 상기 선풍기에 장착된 상태를 가정할 때, 상기 제1 공기 유입구가 상기 제2 공기 유입구보다 상기 모터에 더 가깝게 위치하는 경우를 기준으로 함)
제1 항에 있어서,

상기 상부 디스크는 상기 하부 디스크와 중심이 일치된 상태로 상기 하부 디스크로부터 일정한 높이만큼 이격 배치되고,

상기 집진 필터는 상기 상부 디스크 및 상기 하부 디스크의 상호 대향면 상에서, 상기 중심으로부터 제1반경과 제2반경 사이 영역에 상기 상부 디스크 또는 상기 하부 디스크의 둘레 방향을 따라서 설치되는 것을 특징으로 하는 선풍기용 팬 유닛.
제1 항에 있어서,

상기 선풍기용 팬 유닛은,

상기 하부 디스크가 상기 상부 디스크보다 상기 모터에 더 가깝게 위치하게 상기 선풍기에 장착되는 것을 특징으로 하는 선풍기용 팬 유닛.
제1 항에 있어서,

상기 체결구에는 삽입홀이 형성되어 있고,

상기 체결구는 상기 하부 디스크 또는 상기 상부 디스크의 중심 상에 상기 삽입홀이 위치하도록 구성되며,

상기 삽입홀은 상기 선풍기의 모터의 구동축이 삽입될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 선풍기용 팬 유닛.
제5 항에 있어서

상기 체결구의 일면에 상기 삽입홀을 중심으로 형성되는 한 쌍의 제1 요홈부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선풍기용 팬 유닛.
제6 항에 있어서,

상기 체결구의 일면에 상기 삽입홀을 중심으로 형성되는 한 쌍의 제2 요홈부를 더 포함하고,

상기 제1 요홈부의 깊이(P1)와 상기 제2 요홈부의 깊이(P2)는 서로 상이하게 형성되는 것을 특징으로 하는 선풍기용 팬 유닛.
제6 항에 있어서,

상기 체결구의 일면에 상기 삽입홀을 중심으로 형성되는 한 쌍의 제2 요홈부를 더 포함하고,

상기 제1 요홈부의 밑면(B1)과 상기 제2 요홈부의 밑면(B2)은 상기 삽입홀의 일측 종단(C1)을 기준으로 서로 상이한 높이(H1,H2)에 위치하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 선풍기용 팬 유닛.
제5 항에 있어서,

상기 삽입홀은 상기 체결구에 관통 형성되는 장홀을 포함하고,

상기 장홀은 최대 80㎜ 미만의 장축길이 및 최소 2㎜ 초과의 직경을 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는 선풍기용 팬 유닛.
제5 항에 있어서,

상기 하부 디스크 또는 상기 상부 디스크의 중심축 상에 상기 삽입홀이 위치하도록 상기 체결구를 고정시키는 지지대를 더 포함하고,

상기 지지대의 일단부는 상기 체결구에 연결되고, 타단부는 상기 하부 디스크 또는 상기 상부 디스크에 연결되는 막대형 부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 선풍기용 팬 유닛.
제1 항에 있어서,

상기 제1 공기 유입구 영역에 구비되는 다수 개의 블레이드를 더 포함하고,

상기 다수 개의 블레이드는,

상기 모터의 구동에 의한 회전력에 의해 상기 하부 디스크의 중심을 축으로 회전하도록 구성되어, 외부 공기를 상기 팬 유닛 내부로 유입시키는 것을 특징으로 하는 선풍기용 팬 유닛.
제11 항에 있어서,

상기 체결구에는 삽입홀이 형성되어 있고,

상기 체결구는 상기 하부 디스크 또는 상기 상부 디스크의 중심 상에 상기 삽입홀이 위치하도록 구성되고,

상기 삽입홀은 상기 선풍기의 모터의 구동축이 삽입될 수 있도록 구성되며,

상기 하부 디스크 또는 상기 상부 디스크의 중심 상에 상기 삽입홀이 위치하도록 상기 체결구를 고정시키는 다수 개의 지지대를 더 포함하고,

상기 지지대의 일단부는 상기 체결구에 결합되고, 타단부는 상기 하부 디스크 또는 상기 상부 디스크에 결합되는 막대형 부재로 이루어지며,

상기 다수 개의 블레이드는 상기 다수 개의 지지대에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 선풍기용 팬 유닛.
제1 항에 있어서,

상기 하부 디스크는 중심부 영역에 상기 제1 공기 유입구가 형성되어 있는 환형의 판체를 포함하고,

상기 상부 디스크는 중심부 영역에 상기 제2 공기 유입구가 형성되어 있는 환형의 판체를 포함하며,

상기 하부 디스크와 상기 상부 디스크는 상호 대향하는 구조로 결합되는 것을 특징으로 하는 선풍기용 팬 유닛.
팬 보호망; 모터; 상기 모터에 연결되어 축회전하는 구동축; 및 상기 구동축에 연결되어 상기 구동축의 축회전시 이에 연동하여 회전하는 제1 항 내지 제13 항 중 어느 한 항의 선풍기용 팬 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 선풍기 조립체.