WO2018169316A1 - 쿨링 팬 및 이를 구비한 시트 쿨링장치 - Google Patents

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    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/96—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise

Definitions

  • the present invention relates to a cooling fan having a cooling action and a seat cooling device having the same.
  • a vehicle seat is mainly used as a cooling seat for cooling the summer seat.
  • the cooling seat is provided with a seat cooling device including a cooling fan.
  • a cooling fan is mainly used to prevent overheating of an electronic product or overheating of a lighting device.
  • the cooling fan blows air while cooling the blade while the blade is rotated according to the driving of the motor. If there is a sudden increase or a load that blocks the flow of air, the wind pressure is high, there is a problem that the noise is generated and the motor is overloaded.
  • a conventional centrifugal blower is provided with a vane connected to a rotating shaft in a casing having an air inlet and an air outlet, as disclosed in Korean Utility Model Publication No. 20-0332249 (October 27, 2003).
  • a backwind prevention plate is installed at the upper end between the air inlet and the air inlet, and a backwind prevention ring is installed in the connection space between the van and the air inlet, thereby preventing the backwind from occurring and reducing noise.
  • Such a conventional centrifugal blower can prevent the air discharged in the radial direction during the low power is smoothly discharged through the air outlet and inflow of the air in the reverse direction by the backwind prevention plate.
  • An object of the present invention is to provide a cooling fan that can minimize the noise by bypassing the air flowing in the reverse direction of the air discharged to the air discharge port to generate a high output or air flow to the outside, and to prevent the overload of the motor and the same It is to provide a seat cooling device.
  • Another object of the present invention is to provide a cooling fan and a seat cooling device having the same, which can improve the blowing efficiency while minimizing noise by removing the bell mouse formed in the air inlet.
  • the cooling fan of the present invention has a fan housing in which an air inlet through which air is introduced and an air outlet through which air is discharged on a side thereof is mounted, and is mounted inside the fan housing to introduce air in an axial direction and radially. It includes an impeller for discharging air, a bypass passage is formed at the edge of the air inlet can discharge the air traveling in the reverse direction of the air discharge port to the outside.
  • An air intake passage through which air is sucked is formed inside the fan housing, an air discharge passage through which air is discharged is formed outside the impeller, and the bypass passage is formed to communicate with the air discharge passage.
  • the bypass passage may be formed to extend outwardly from an edge of the air inlet so that the air discharge passage may be exposed to the outside.
  • the bypass passage may be divided into a plurality of zones by connecting radially formed support ribs to an air inlet.
  • the bypass passage may be formed at a predetermined interval in the circumferential direction at the edge of the air inlet, it may be formed in a range of 90 ⁇ 180 degrees at the position where the air discharge port is formed.
  • the bypass passage may be formed at 360 degrees at predetermined intervals on the edge of the air inlet.
  • the bypass passage is formed such that the first bypass passage portion exposes the air discharge passage at a position where the air discharge port is formed, and a second bypass portion at the remaining edge except for the first bypass passage portion among the circumferential edges of the air inlet.
  • a passage portion may be formed, and the second bypass passage may have a smaller area than the first bypass passage portion.
  • the bypass passage may be formed at 2 to 6 at regular intervals in the circumferential direction at the edge of the air inlet.
  • the bypass passage has a first bypass passage formed at a predetermined interval in the circumferential direction at the edge of the air inlet, a second bypass passage is formed between the first bypass passage, the second bypass passage is The area may be smaller than that of the first bypass passage.
  • the cooling fan of the present invention forms a bypass passage at the edge of the air inlet of the fan housing to discharge the air traveling in the opposite direction to the outside to prevent noise from being generated by the flow resistance of the air, and blowing efficiency Can improve.
  • FIG. 1 is a perspective view of a cooling fan according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG 2 is a cross-sectional view of a cooling fan according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a plan view of the fan housing showing the bypass passage according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a plan view of a fan housing illustrating a bypass passage according to a second exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a plan view of a fan housing illustrating a bypass passage according to a third exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a plan view of a fan housing illustrating a bypass passage according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a plan view of a fan housing illustrating a bypass passage according to a fifth exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG 8 is a plan view of a fan housing showing a bypass passage according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a side view of the seat cooling apparatus according to the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the seat cooling apparatus according to the present invention.
  • Figure 11 is a graph comparing the air flow rate compared to the cooling fan and the general cooling fan according to the present invention.
  • the cooling fan of the present invention has a fan housing in which an air inlet port 14 through which air is introduced is formed on the front surface 12, and an air outlet port 18 through which air is discharged is formed on the side surface 16.
  • the fan unit 20 is a fan in which air is introduced in the axial direction and air is discharged in the radial direction.
  • the fan unit 20 includes a rotation shaft 42 rotatably supported by the support part 40 formed in the fan housing 10, and the support part 40.
  • the stator 50 fixed to the outer circumferential surface of the head
  • the rotor 60 fixed to the rotary shaft 42 and rotated together with the rotary shaft 42, and the rotor 60 and the rotary shaft 42 integrally with the shaft.
  • Air impeller 70 is sucked in the direction and the air is discharged in the radial direction.
  • the stator 50 includes a stator core 52 fixed to an outer circumferential surface of the support part 40, and a coil 54 wound around the stator core 52 and to which power is applied.
  • the rotor 60 has a magnet 62 formed in an annular shape with a predetermined gap on the outer circumferential surface of the stator 50, and a rotor support (in which the magnet 62 is fixed and the rotary shaft 42 and the impeller 70 are integrally formed). 64).
  • the first bearing 44 and the second bearing 46 are mounted inside the support part 40 to rotatably support the rotating shaft 42.
  • the impeller 70 includes a hub 72 integrally formed with the rotor support 64, a blade 74 formed in the circumferential direction on the outer circumferential surface of the hub 72 to generate a blowing force, and an edge of the blade 74. Is formed in a ring shape to include a ring portion 76 through which air is discharged.
  • a protective rib 16 is radially formed in the air inlet 14 formed in the front surface 12 of the fan housing 10 to protect the impeller 70.
  • an air discharge port 18 through which air is discharged in a radial direction is formed at the side surface 16 of the fan housing 10.
  • the inside of the fan housing 10 is divided into an air intake passage 80 that corresponds to the inner part of the impeller and the air is sucked in, and an air discharge passage 82 that corresponds to the outer part of the impeller and the air is discharged.
  • the cooling fan is sucked in the axial direction through the air inlet 14 and discharged radially through the air outlet (18). At this time, since the air flow is not much at the time of low output of the cooling fan, the air flows smoothly, and noise due to the flow resistance of the air is not generated.
  • bypass passageway 90 is formed at the edge of the air intake port 14 of the fan housing 10 to minimize noise generation while maintaining the.
  • the bypass passage 90 of the present invention can maintain the blowing performance by preventing the air discharged through the air discharge port 18 from flowing into the bypass passage 90 at the low output of the cooling fan, and only the air flowing in the reverse direction is bypassed. It is discharged through the pass passage 90 to reduce the noise.
  • the bypass passage 90 is formed to communicate with the air discharge passage 82 of the fan housing 10 on the front surface 12 of the fan housing 10 so that the air traveling in the reverse direction is bypassed in the axial direction.
  • the bypass passage 90 is formed at an edge of the air inlet 14 and is formed by an interval L at the outer surface of the impeller 70 so as to be in communication with the air discharge passage 82 of the fan housing 10. 82) is exposed to the outside. That is, the bypass passage 90 is formed outwardly from the outer surface of the impeller 70 so that the air discharge passage 82 is exposed so that the air traveling in the reverse direction is discharged to the outside through the bypass passage 90.
  • the bypass passage 90 may be connected to the support ribs 16 radially formed at the air inlet 14 to form a plurality of zones in a divided form.
  • the cooling fan receives air in the axial direction through an air inlet 14 formed in the front surface 12 of the fan housing 10, and has a radius through the air outlet 16 formed in the side surface 14 of the fan housing 10. Air is discharged in the direction. Therefore, at low power, air in the positive pressure region 82 of the fan housing 10 is discharged in a radial direction so that air is not discharged to the bypass passage 90 formed in the axial direction of the fan housing 10. Even if the air is discharged, the amount is small so as not to affect the blowing amount.
  • the bypass passage 90 according to the first embodiment is formed at regular intervals in the circumferential direction at the edge of the air inlet 14, as shown in FIG. 3, and is in a range of 90 to 180 degrees close to the air outlet 18. Is formed.
  • bypass passage 90 is formed to extend outwardly from the edge of the air inlet 14 so that the air discharge passage 82 of the fan housing 10 is exposed to the outside.
  • bypass passage 90 is formed only in the vicinity of the air discharge port 18 so that the air traveling in the reverse direction from the air discharge port is discharged.
  • the bypass passages 92 and 94 are formed at regular intervals at positions close to the air discharge ports 18 and are formed to expose the air discharge passages 82 to the outside.
  • the first bypass passage 94 and the circumferential edges of the air inlet 14 are formed at the remaining edges except for the first bypass passage 94, so that the air discharge passage 82 is not exposed.
  • the second bypass passage portion 92 is formed to have a smaller area than the bypass passage portion 94.
  • the first bypass passage portion 94 may be formed in a range of 90 to 180 degrees close to the air discharge port 18.
  • the first bypass passage portion 94 serves the same role as the bypass passage 90 described in the first embodiment, and the second bypass passage portion 92 has an area of the first bypass passage portion ( 94 so as to expand the intake area of the air and not to be discharged to the first bypass passage 94 but to be discharged to the air suction passage 80 of the fan housing 10 to be discharged secondly. do.
  • the bypass passage 96 according to the third embodiment is formed at regular intervals throughout the circumference of 360 degrees in the circumferential direction at the edge of the air inlet 14, so that the bypass passage described in the first embodiment is described.
  • the area of 90 is expanded to improve the bypass efficiency of the air traveling in the reverse direction.
  • the bypass passages 102 and 104 are formed at positions close to the air discharge ports 18 and are formed such that the air discharge passages 82 are not exposed to the outside.
  • the first bypass passage is formed at the remaining edge of the passage portion 104 and the circumferential edge of the air inlet 14 except for the first bypass passage portion 104, and the air discharge passage 82 is exposed to the outside.
  • the second bypass passage portion 102 is formed to have a larger area than the portion 104.
  • the bypass passages 150 according to the fifth embodiment are formed at two to six at equal intervals in the circumferential direction at the edge of the air inlet 14.
  • the bypass passage 150 is formed in the same structure as the bypass passage 90 described in the first embodiment.
  • the edge of the air inlet 14 is formed in a flat shape rather than a curved shape such as a bell mouse shape to prevent noise from being generated.
  • a curved shape such as a bell mouse shape
  • bypass passage 150 is less than two, it is difficult to play a role of reducing noise due to the small amount of air discharged in the reverse direction, and if more than six, leakage occurs in the discharged air, which may cause a problem of reducing the airflow amount.
  • the bypass passages 150 are formed at intervals of 180 degrees in the circumferential direction of the air inlet when two are formed, and are formed at 120 degree intervals when the three are formed, and are formed at 90 degree intervals when the four are formed, and at 72 degree intervals when the five are provided. If six, it is formed at intervals of 60 degrees.
  • the bypass passage 150 is arranged at equal intervals in the circumferential direction so that the air traveling in the reverse direction can be sequentially discharged.
  • the bypass passage 150 includes a first bypass passage portion 152, a first bypass passage portion 154, and a third bypass passage portion 156 formed at intervals of 120 degrees. ) Can satisfy the conditions for maintaining the air flow while minimizing the noise.
  • the bypass passage 170 includes a first bypass passage portion 172 formed at equal intervals in the circumferential direction at the edge of the air inlet 14, and the first passage passage 172.
  • a second bypass passage portion 174 is disposed between the first bypass passage portion 172 and smaller in area than the first bypass passage portion 172.
  • the first bypass passage portion 172 has a large area so that the air discharge passage 82 is exposed to the outside, and the second bypass passage portion 174 has a first area so that the air discharge passage 82 is not exposed. The area is smaller than that of the bypass passage portion 172.
  • the first bypass passages 172 are formed in two to six at equal intervals, and the second bypass passage portion 174 is also formed in two to six at equal intervals. More preferably, three first bypass passages 172 are formed at equal intervals, and three second bypass passage portions 174 are also formed at equal intervals to satisfy the optimal conditions for reducing noise and preventing air flow decrease. Can be.
  • FIG. 9 is a side view of a cooling seat in which the seat cooling apparatus according to the present invention is installed, and FIG. 10 is a cross-sectional view of the seat cooling apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the seat cooling device connects the cooling fan 200 for blowing air required for sheet cooling to the seat 220 by connecting the cooling fan 200 and the seat 220 to the seat 220.
  • Duct 210 An air passage is formed inside the seat to evenly distribute the air supplied through the duct throughout the seat.
  • the same cooling fan as the cooling fan described in the above embodiments is applied.
  • the duct 210 is disposed in the horizontal direction to connect the air outlet 18 of the cooling fan to the first connection part 212, and is disposed in the vertical direction to connect to the air passage of the seat 220. And a first vertical guide portion 230 in which the air discharged from the cooling fan 200 is guided in the vertical direction, and a horizontal guide portion 232 for guiding the air guided in the first vertical guide portion 230 in the horizontal direction. And a second vertical guide portion 234 for guiding the air guided by the horizontal guide portion 232 in the vertical direction.
  • the duct 210 may be provided with a filter for filtering the foreign matter contained in the air discharged from the cooling fan.
  • Such a seat cooling device has a complicated flow path of the duct due to the characteristic of cooling the seat, and the cooling seat has a lot of resistance to the air discharged from the blowing fan because the air passage through which the air is discharged is small and complicated. Therefore, some of the air discharged to the discharge port of the blower fan is introduced into the blower fan in the reverse direction, the noise is generated while hitting the air discharged from the blower fan, and the motor is overloaded.
  • FIG 11 is a graph comparing the air flow rate compared with the RPM of the blower fan and the conventional blower fan is formed according to the present invention.
  • the blowing fan of the present invention and the existing blowing fan is generated at the same RPM at the same RPM in the practical use band. Therefore, the blowing fan of the present invention can minimize the generation of noise while generating the same air volume as the existing blowing fan in the practical use band.
  • the present invention is installed in a cooling sheet, high-performance electronics or lighting fixtures to perform the function of dissipating heat, minimize the generation of noise and improve the blowing efficiency is suitable for use as a cooling fan of the air-cooled cooling device.

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Abstract

본 발명의 쿨링 팬은 전면에 공기가 유입되는 공기 유입구가 형성되고 측면에 공기가 토출되는 공기 토출구가 형성되는 팬 하우징과, 상기 팬 하우징의 내부에 장착되어 축방향으로 공기가 유입되고 반경방향으로 공기가 토출되는 임펠러를 포함하고, 상기 팬 하우징에는 상기 공기 토출구의 역방향으로 진행되는 공기를 외부로 배출하는 바이패스 통로가 형성되어, 쿨링 팬의 고출력시 역방향으로 진행되는 공기를 외부로 배출하여 소음 발생을 최소화하고 송풍 효율을 향상시킨다.

Description

쿨링 팬 및 이를 구비한 시트 쿨링장치
본 발명은 냉각 작용을 하는 쿨링 팬 및 이를 구비한 시트 쿨링장치에 관한 것이다.
현재 차량용 시트는 여름철 시트를 냉각하는 쿨링 시트가 주로 사용되고 있다. 쿨링 시트에는 쿨링팬을 포함하는 시트 쿨링장치가 설치된다.
그리고, 전자제품의 과열방지 또는 조명기구의 과열방지를 위해 주로 쿨링 팬이 사용되고 있는데, 쿨링 팬은 모터 구동에 따른 블레이드가 회전되면서 공기를 송풍하여 냉각을 실시하는데 고출력시 공기 토출구로 토출되는 공기량이 급격하게 증가하거나 공기의 흐름을 막는 부하가 발생될 경우 풍압이 높아지고 이에 따라 소음이 발생되고 모터에 과부하가 발생되는 문제가 있다.
이러한 소음문제를 해결하고자 종래의 원심 송풍기는 등록실용신안공보 20-0332249(2003년 10월 27일)에 개시된 바와 같이, 공기흡입구와 공기배출구를 갖춘 케이싱 내에 회전축에 연결된 날개차가 구비되고, 날개차와 공기흡입구 사이의 상단에 역풍방지판이 설치되고, 날개차와 공기흡입구의 연결공간에 역풍 방지링이 설치되어 역풍이 발생되는 것을 방지하여 소음을 저감한다.
이러한 종래의 원심 송풍기는 저출력시에는 반경방향으로 토출되는 공기가 공기 배출구를 통해 원활하게 배출되고 역풍방지판에 의해 역방향으로 공기가 유입되는 것을 방지할 수 있다.
하지만, 고출력시 토출되는 공기량이 증가하거나 공기 출구측의 부하에 의해 공기 유동에 저항이 발생될 경우 일부 공기는 공기배출구로 배출되지 못하고 역방향으로 진행되고 공기 배출구로 배출되는 공기와 서로 부딪히면서 소음이 발생되고 송풍 효율이 저하되며, 모터에 과부하가 발생되는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 고출력 또는 공기 유동에 저항이 발생되어 공기 토출구로 토출되는 공기 중 역방향으로 진행되는 공기를 외부로 바이패스하여 소음을 최소화하고, 모터의 과부하를 방지할 수 있는 쿨링 팬 및 이를 구비한 시트 쿨링장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 공기 흡입구에 형성되는 벨 마우스를 제거하여 소음을 최소화하면서 송풍 효율을 향상시킬 수 있는 쿨링 팬 및 이를 구비한 시트 쿨링장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 쿨링 팬은 전면에 공기가 유입되는 공기 유입구가 형성되고 측면에 공기가 토출되는 공기 토출구가 형성되는 팬 하우징과, 상기 팬 하우징의 내부에 장착되어 축방향으로 공기가 유입되고 반경방향으로 공기가 토출되는 임펠러를 포함하고, 상기 공기 유입구의 가장자리에는 바이패스 통로가 형성되어 상기 공기 토출구의 역방향으로 진행되는 공기를 외부로 배출할 수 있다.
상기 팬 하우징의 내부는 임펠러의 내측에 공기가 흡입되는 공기 흡입통로가 형성되고, 임펠러의 외측에 공기가 토출되는 공기 토출통로가 형성되며, 상기 바이패스 통로는 상기 공기 토출통로와 연통되게 형성될 수 있다.
상기 바이패스 통로는 상기 공기 유입구의 가장자리에서 외측방향으로 확장되게 형성되어 상기 공기 토출통로가 외부로 노출될 수 있다.
상기 바이패스 통로는 공기 유입구에 방사상으로 형성되는 지지리브가 연결되어 복수의 구역을 분할될 수 있다.
상기 바이패스 통로는 상기 공기 유입구의 가장자리에 원주방향으로 일정 간격으로 형성되고, 상기 공기 토출구가 형성되는 위치에서 90~180도 범위로 형성될 수 있다.
상기 바이패스 통로는 상기 공기 유입구의 가장자리에 일정 간격으로 360도 로 형성될 수 있다.
상기 바이패스 통로는 상기 공기 토출구가 형성되는 위치에 제1바이패스 통로부가 공기 토출통로가 노출되도록 형성되고, 상기 공기 유입구의 원주방향 가장자리 중 제1바이패스 통로부를 제외한 나머지 가장자리에 제2바이패스 통로부가 형성되며, 상기 제2바이패스 통로는 제1바이패스 통로부에 비해 면적이 작게 형성될 수 있다.
상기 바이패스 통로는 상기 공기 유입구의 가장자리에 원주방향으로 일정 간격으로 2~6개로 형성될 수 있다.
상기 바이패스 통로는 상기 공기 유입구의 가장자리에 원주방향으로 일정 간격으로 제1바이패스 통로가 형성되고, 상기 제1바이패스 통로 사이에 제2바이패스 통로가 형성되며, 상기 제2바이패스 통로는 제1바이패스 통로에 비해 면적이 작게 형성될 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 쿨링 팬은 팬 하우징의 공기 유입구 가장자리에 바이패스 통로를 형성하여 역방향으로 진행되는 공기를 외부로 배출하여 공기의 흐름 저항에 의해 소음이 발생되는 것을 방지하고, 송풍 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 공기 흡입구에 형성되는 벨 마우스를 제거하고, 공기 흡입구의 둘레방향으로 일정 간격으로 공기 토출통로와 연통되는 바이패스 통로를 형성하여 소음을 최소화하면서 송풍 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 쿨링 팬의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 쿨링 팬의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 바이패스 통로를 나타낸 팬 하우징의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 바이패스 통로를 나타낸 팬 하우징의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 바이패스 통로를 나타낸 팬 하우징의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 바이패스 통로를 나타낸 팬 하우징의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 제5실시예에 따른 바이패스 통로를 나타낸 팬 하우징의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제6실시예에 따른 바이패스 통로를 나타낸 팬 하우징의 평면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 시트 쿨링장치의 측면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 시트 쿨링장치의 단면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 쿨링 팬과 일반 쿨링 팬의 RPM 대비 송풍량을 비교한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면 본 발명의 쿨링 팬은 전면(12)에 공기가 유입되는 공기 유입구(14)가 형성되고 측면(16)에 공기가 토출되는 공기 토출구(18)가 형성되는 팬 하우징(10)과, 팬 하우징(10)의 내부에 장착되어 송풍력을 발생시키는 팬 유닛(20)을 포함한다.
팬 유닛(20)은 축방향으로 공기가 유입되고, 반경방향으로 공기가 토출되는 팬으로, 팬 하우징(10)에 형성된 지지부(40)에 회전 가능하게 지지되는 회전축(42)과, 지지부(40)의 외주면에 고정되고 전원이 인가되는 스테이터(50)와, 회전축(42)에 고정되어 회전축(42)과 같이 회전되는 로터(60)와, 로터(60) 및 회전축(42)과 일체로 축방향으로 공기가 흡입되고 반경방향으로 공기가 토출되는 임펠러(70)를 포함한다.
스테이터(50)는 지지부(40)의 외주면에 고정되는 스테이터 코어(52)와, 스테이터 코어(52)에 권선되고 전원이 인가되는 코일(54)을 포함한다.
로터(60)는 스테이터(50)의 외주면에 일정 갭을 두고 환형으로 형성되는 마그넷(62)과, 마그넷(62)이 고정되고 회전축(42) 및 임펠러(70)가 일체로 형성되는 로터 지지체(64)를 포함한다.
지지부(40)의 내부에는 제1베어링(44) 및 제2베어링(46)이 장착되어 회전축(42)을 회전 가능하게 지지한다.
임펠러(70)는 로터 지지체(64)와 일체로 형성되는 허브(72)와, 허브(72)의 외주면에 둘레방향으로 형성되어 송풍력을 발생시키는 블레이드(74)와, 블레이드(74)의 가장자리에 링 형태로 형성되어 공기가 배출되는 링부(76)를 포함한다.
이와 같은 임펠러(70)는 회전되면 축방향으로 공기가 흡입되고, 링부(76)를 통해 반경방향으로 공기가 토출된다.
팬 하우징(10)의 전면(12)에 형성되는 공기 흡입구(14)에는 방사상으로 보호리브(16)가 형성되어 임펠러(70)를 보호한다. 그리고, 팬 하우징(10)의 측면(16)에는 반경방향으로 공기가 토출되는 공기 토출구(18)가 형성된다.
이와 같은 쿨링 팬은 임펠러(70)가 회전되면 공기 유입구(14)를 통해 축방향으로 공기가 유입되고, 임펠러(70)의 반향방향으로 공기가 토출된다. 따라서, 팬 하우징(10) 내부는 임펠러 내측 부분에 해당되고 공기가 흡입되는 공기 흡입통로(80)와, 임펠러 외측부분에 해당되고 공기 토출되는 공기 토출통로(82)로 구분된다.
이러한 쿨링 팬은 공기 유입구(14)를 통해 공기가 축방향으로 흡입되고 공기 토출구(18)를 통해 반경방향으로 토출된다. 이때, 쿨링 팬의 저출력시에는 공기의 흐름이 많지 않기 때문에 공기의 흐름이 원활하게 이루어지고 공기의 유동 저항에 따른 소음이 발생되지 않는다.
하지만, 쿨링 팬의 고출력 또는 공기의 흐름에 저항이 발생될 경우 공기 유입구(14)로 유입되는 공기량이 증가하지만 공기 토출구(18)로 토출되는 공기량이 줄어들어 공기의 유동저항에 의해 일부 공기가 역방향으로 하우징(10) 내부로 유입된다.
이때, 공기 토출구(18)를 통해 토출되는 공기와 공기 토출구(18)의 역방향으로 진행되는 공기가 서로 부딪히면서 소음이 발생되고 송풍 효율이 저하된다. 특히, 현재 차량의 쿨링시트에 쿨링 팬이 설치될 경우 쿨링 팬에 의해 송풍되는 공기가 섬유시트로 송풍되는 과정 또는 필터를 통과하는 과정에서 저항이 발생되고, 이러한 공기 흐름 저항에 의해 소음이 증가하는 문제가 발생된다.
본 실시예에서는 저출력시에는 공기 토출구(18)를 통해 모든 공기가 배출되도록 하여 송풍량이 저하되지 않도록 하고, 고출력 또는 공기의 흐름에 저항이 발생될 경우 역방향으로 진행되는 공기를 외부로 배출하여 송풍 성능은 유지하면서 소음 발생을 최소화하도록 팬 하우징(10)의 공기 흡입구(14)의 가장자리에 바이패스 통로(90)가 형성된다.
본 발명의 바이패스 통로(90)는 쿨링 팬의 저출력에는 공기 토출구(18)로 배출되는 공기가 바이패스 통로(90)로 유입되지 않도록 하여 송풍 성능을 유지할 수 있고, 역방향으로 진행되는 공기만 바이패스 통로(90)를 통해 배출되도록 하여 소음을 저감한다.
바이패스 통로(90)는 팬 하우징(10)의 전면(12)에 팬 하우징(10)의 공기 토출통로(82)와 연통되도록 형성되어 역방향으로 진행되는 공기가 축방향으로 바이패스되도록 한다.
바이패스 통로(90)는 공기 유입구(14)의 가장자리에 형성되고 팬 하우징(10)의 공기 토출통로(82)와 연통되도록 임펠러(70)의 외면에서 간격(L)만큼 형성되어 공기 토출통로(82)가 외부로 노출되도록 한다. 즉, 바이패스 통로(90)는 임펠러(70)의 외면에서 외측방향으로 형성되어 공기 토출통로(82)가 노출되도록 하여 역방향으로 진행되는 공기가 바이패스 통로(90)를 통해 외부로 배출된다.
바이패스 통로(90)는 공기 유입구(14)에 방사상으로 형성되는 지지리브(16)가 연결되어 복수의 구역을 분할된 형태로 형성될 수 있다.
쿨링 팬은 팬 하우징(10)의 전면(12)에 형성된 공기 유입구(14)를 통해 축방향으로 공기가 유입되고, 팬 하우징(10)의 측면(14)에 형성된 공기 배출구(16)를 통해 반경방향으로 공기가 토출된다. 따라서, 저출력시에는 팬 하우징(10)의 정압 지역(82)의 공기는 반경방향으로 토출되는 힘이 작용하여 팬 하우징(10)의 축방향으로 형성되는 바이패스 통로(90)로는 공기가 토출되지 않고 공기가 토출되더라도 그 양이 송풍량에 영향을 미치지 않을 정도로 작다.
쿨링 팬의 고출력시 또는 공기 토출측에 부하가 발생될 경우 공기 토출구(18)에 유동저항이 발생되고, 이에 따라 공기 토출구(18)로 토출되는 공기의 일부가 역방향으로 팬 하우징(10) 내부로 유입된다. 이때, 역방향으로 진행되는 공기는 팬 하우징(10)의 전면(12)에 형성되는 바이패스 통로(90)를 통해 축방향으로 배출되어 공기 토출구(18)의 정방향으로 이동되는 공기와 서로 부딪히면서 발생되는 소음을 최소화하고 유동저항에 따른 풍량이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
제1실시예에 따른 바이패스 통로(90)는 도 3에 도시된 바와 같이, 공기 유입구(14)의 가장자리에 원주방향으로 일정 간격으로 형성되고, 공기 토출구(18)와 가까운 90~180도 범위로 형성된다.
즉, 제1실시예에 따른 바이패스 통로(90)는 공기 흡입구(14)의 가장자리에서 외측방향으로 확장되게 형성되어 팬 하우징(10)의 공기 토출통로(82)가 외부로 노출되도록 형성된다.
이와 같이, 제1실시예에 따른 바이패스 통로(90)는 공기 토출구(18)의 가까운 위치에만 형성되어 공기 토출구에서 역방향으로 진행되는 공기가 배출되도록 한다.
제2실시예에 따른 바이패스 통로(92,94)는 도 4에 도시된 바와 같이, 공기 토출구(18)와 가까운 위치에 일정 간격으로 형성되고 공기 토출통로(82)가 외부로 노출되도록 형성되는 제1바이패스 통로부(94)와, 공기 유입구(14)의 원주방향 가장자리 중 제1바이패스 통로부(94)를 제외한 나머지 가장자리에 형성되고, 공기 토출통로(82)가 노출되지 않도록 제1바이패스 통로부(94)에 비해 면적이 작게 형성되는 제2바이패스 통로부(92)를 포함한다.
여기에서, 제1바이패스 통로부(94)는 공기 토출구(18)와 가까운 90~180도 범위로 형성될 수 있다.
제1바이패스 통로부(94)는 위의 제1실시예에서 설명한 바이패스 통로(90)와 동일한 역할을 하고, 제2바이패스 통로부(92)는 그 면적이 제1바이패스 통로부(94)에 비해 작게 형성되어 공기의 흡입면적을 확장함과 아울러 제1바이패스 통로(94)로 배출되지 못하고 팬 하우징(10)의 공기 흡입통로(80)로 넘어간 공기가 2차로 배출될 수 있도록 한다.
제3실시예에 따른 바이패스 통로(96)는 도 5에 도시된 바와 같이, 공기 유입구(14)의 가장자리에 원주방향으로 360도 전체에 일정 간격으로 형성되어 제1실시예에서 설명한 바이패스 통로(90)의 면적을 확장하여 역방향으로 진행되는 공기의 바이패스 효율을 향상시킨다.
제4실시예에 따른 바이패스 통로(102,104)는 도 6에 도시된 바와 같이, 공기 토출구(18)와 가까운 위치에 형성되고 공기 토출통로(82)가 외부로 노출되지 않도록 형성되는 제1바이패스 통로부(104)와, 공기 유입구(14)의 원주방향 가장자리 중 제1바이패스 통로부(104)를 제외한 나머지 가장자리에 형성되고, 공기 토출통로(82)가 외부로 노출되도록 제1바이패스 통로부(104)에 비해 면적이 크게 형성되는 제2바이패스 통로부(102)를 포함한다.
제5실시예에 따른 바이패스 통로(150)는 도 7에 도시된 바와 같이, 공기 유입구(14)의 가장자리에 원주방향으로 등 간격으로 2~6개로 형성된다. 바이패스 통로(150)는 제1실시에에서 설명한 바이패스 통로(90)와 동일한 구조로 형성된다.
그리고, 공기 유입구(14)의 가장자리는 벨 마우스 형태와 같은 곡면 형태가 아닌 평판 형태로 형성되어 소음이 발생되는 것을 방지한다. 즉, 기존의 공기가 흡입되는 흡입구에 정압을 높이기 위해 곡면 형태로 형성되는 벨 마우스를 제거하여 벨 마우스로 인하여 발생되는 소음을 최소화한다.
바이패스 통로(150)가 2개 이하일 경우 역방향으로 진행되는 공기 배출량이 적어 소음 저감 역할을 수행하기 어렵고, 6개 이상이 되면 토출되는 공기에 누수가 발생되어 송풍량이 줄어드는 문제가 발생될 수 있다.
바이패스 통로(150)는 2개일 경우 공기 유입구의 원주방향으로 180도 간격으로 형성되고, 3개일 경우 120도 간격으로 형성되며, 4개일 경우 90도 간격으로 형성되고, 5개일 경우 72도 간격으로 형성되며, 6개일 경우 60도의 간격으로 형성된다. 바이패스 통로(150)는 원주방향으로 등 간격으로 배열되어 역방향으로 진행되는 공기가 순차적으로 배출될 수 있도록 한다.
이러한 바이패스 통로(150)는 도 7에 도시된 바와 같이, 120도의 간격으로 형성되는 제1바이패스 통로부(152), 제1바이패스 통로부(154) 및 제3바이패스 통로부(156)로 구성되면 소음을 최소화하면서 송풍량을 유지할 수 있는 조건을 만족시킬 수 있다.
제6실시예에 따른 바이패스 통로(170)는 도 8에 도시된 바와 같이, 공기 유입구(14)의 가장자리에 원주방향으로 등 간격으로 형성되는 제1바이패스 통로부(172)와, 상기 제1바이패스 통로부(172) 사이에 배치되고 제1바이패스 통로부(172)에 비해 면적이 작게 형성되는 제2바이패스 통로부(174)를 포함한다.
제1바이패스 통로부(172)는 공기 토출통로(82)가 외부로 노출되도록 면적이 크게 형성되고, 상기 제2바이패스 통로부(174)는 공기 토출통로(82)가 노출되지 않도록 제1바이패스 통로부(172)에 비해 면적이 작게 형성된다.
제1바이패스 통로(172)는 등 간격으로 2~6개로 형성되고, 제2바이패스 통로부(174) 역시 등 간격으로 2~6개로 형성된다. 보다 바람직하게는 제1바이패스 통로(172)는 등 간격으로 3개로 형성되고, 제2바이패스 통로부(174) 역시 등 간격으로 3개로 형성되면 소음저감 및 송풍량 저하방지의 최적의 조건을 만족할 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 시트 쿨링장치가 설치된 쿨링시트의 측면도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 시트 쿨링장치의 단면도이다.
시트 쿨링장치는 시트 냉각에 필요한 공기를 송풍하는 냉각팬(200)과, 냉각팬(200)과 시트(220) 사이를 연결하여 냉각팬(200)에서 발생되는 공기를 시트(220)로 공급하는 덕트(210)를 포함한다. 시트 내부에는 덕트를 통해 공급되는 공기를 시트 전체에 고르게 분포하는 공기 통로가 형성된다.
냉각팬은 위의 실시예들에서 설명한 냉각팬과 동일한 냉각팬이 적용된다.
덕트(210)는 수평방향으로 배치되어 냉각팬의 공기 배출구(18)가 연결되는 제1연결부(212)와, 수직방향으로 배치되어 시트(220)의 공기 통로와 연결되는 제2연결부(214)와, 냉각팬(200)에서 토출되는 공기가 수직방향으로 안내되는 제1수직 가이드부(230)와, 제1수직 가이드부(230)로 안내된 공기를 수평방향으로 가이드하는 수평 가이드부(232)와, 수평 가이드부(232)로 안내된 공기를 수직방향으로 가이드하는 제2수직 가이드부(234)를 포함한다.
그리고, 덕트(210)에는 냉각팬에서 토출되는 공기 중에 포함된 이물질을 필터링하기 위한 필터가 설치될 수 있다.
이와 같은 시트 쿨링장치는 시트를 쿨링하는 특성상 덕트의 유로가 복잡하고, 쿨링 시트는 공기가 배출되는 공기통로가 작고 복잡하기 때문에 송풍팬에서 토출되는 공기에 저항이 많이 발생된다. 따라서, 송풍팬의 토출구로 토출되는 공기 중 일부가 역방향으로 송풍팬 내부로 유입되면서 송풍팬에서 토출되는 공기와 부딪히면서 소음이 발생되고, 모터에 과부하가 발생된다.
따라서, 본 발명의 송풍팬을 시트 쿨링장치에 적용하게 되면 소음을 최소화하면서 송풍량이 줄어드는 것을 방지할 수 있다.
도 11은 본 발명에 따른 바이패스 통로가 형성되는 송풍팬과 기존의 송풍팬의 RPM 대비 풍량을 비교한 그래프이다. 기존의 송풍팬의 RPM 대비 풍량을 나타낸 것을 A 선이고, 본 발명의 송풍팬의 RPM 대비 풍량을 나타낸 것은 B 선이다.
도 11의 그래프에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 송풍팬과 기존의 송풍팬이 실사용 대역에서는 동일한 RPM에서 거의 동일한 풍량이 발생되는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 본 발명의 송풍팬은 실사용 대역에서 기존의 송풍팬과 동일한 풍량을 발생하면서 소음 발생을 최소화할 수 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
본 발명은 쿨링 시트, 고성능 전자제품 또는 조명 기구 등에 설치되어 열을 방열하는 기능을 수행하고, 소음 발생을 최소화할 수 있고 송풍 효율을 향상시킬 수 있어 공냉식 냉각장치의 쿨링 팬으로 사용하기 적합하다.

Claims (14)

  1. 전면에 공기가 유입되는 공기 유입구가 형성되고 측면에 공기가 토출되는 공기 토출구가 형성되는 팬 하우징; 및
    상기 팬 하우징의 내부에 장착되어 축방향으로 공기가 유입되고 반경방향으로 공기가 토출되는 임펠러를 포함하고,
    상기 공기 유입구의 가장자리에는 상기 공기 토출구의 역방향으로 진행되는 공기를 외부로 배출하는 바이패스 통로가 형성되는 쿨링 팬.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 팬 하우징의 내부는 임펠러의 내측에 공기가 흡입되는 공기 흡입통로가 형성되고, 임펠러의 외측에 공기가 토출되는 공기 토출통로가 형성되며,
    상기 바이패스 통로는 상기 공기 토출통로와 연통되게 형성되는 쿨링 팬.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 바이패스 통로는 상기 공기 유입구의 가장자리에서 외측방향으로 확장되게 형성되어 상기 공기 토출통로가 외부로 노출되는 쿨링 팬.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 바이패스 통로는 공기 유입구에 방사상으로 형성되는 지지리브가 연결되어 복수의 구역을 분할되는 쿨링 팬.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 바이패스 통로는 상기 공기 유입구의 가장자리에 원주방향으로 일정 간격으로 형성되고, 상기 공기 토출구가 형성되는 위치에서 90~180도 범위로 형성되는 쿨링 팬.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 바이패스 통로는 상기 공기 유입구의 가장자리에 일정 간격으로 360도 로 형성되는 쿨링 팬.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 바이패스 통로는 상기 공기 토출구와 가까운 위치에 배치되고 공기 토출통로가 노출되도록 형성되는 제1바이패스 통로부; 및
    상기 공기 유입구의 원주방향 가장자리 중 제1바이패스 통로부를 제외한 나머지 가장자리에 배치되고, 상기 공기 토출통로가 노출되지 않도록 제1바이패스 통로부에 비해 면적이 작게 형성되는 제2바이패스 통로부를 포함하는 쿨링 팬.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 바이패스 통로는 상기 공기 토출구와 가까운 위치에 배치되고 공기 토출통로가 노출되지 않도록 형성되는 제1바이패스 통로부; 및
    상기 공기 유입구의 원주방향 가장자리 중 제1바이패스 통로부를 제외한 나머지 가장자리에 배치되고, 공기 토출통로가 노출되도록 상기 제1바이패스 통로부에 비해 면적이 크게 형성되는 제2바이패스 통로부를 포함하는 쿨링 팬.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 바이패스 통로는 상기 공기 유입구의 가장자리에 원주방향으로 일정 간격으로 배열되는 쿨링 팬.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 바이패스 통로는 2~6개로 형성되는 쿨링 팬.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 바이패스 통로는 상기 공기 유입구의 가장자리에 원주방향으로 일정 간격으로 형성되는 제1바이패스 통로와,
    상기 제1바이패스 통로 사이에 배열되고 상기 제1바이패스 통로에 비해 면적이 작게 형성되는 제2바이패스 통로를 포함하는 쿨링 팬.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1바이패스 통로는 2~6개로 형성되고, 상기 제2바이패스 통로는 제1바이패스 통로와 동일한 개수로 형성되는 쿨링 팬. `
  13. 제1항에 있어서,
    상기 공기 유입구의 가장자리는 벨 마우스가 없는 평면 형태로 형성되는 쿨링 팬.
  14. 내부에 공기가 통과하는 공기통로가 형성되는 시트;
    상기 시트의 냉각에 필요한 공기를 발생하는 송풍팬; 및
    상기 송풍팬과 시트 사이를 연결하는 덕트를 포함하고,
    상기 송풍팬은 청구항 1 내지 13항 중 어느 한 항에 따른 송풍팬인 시트 쿨링장치.
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