JP2001059499A - Axial flow fan for cold air circulation - Google Patents
Axial flow fan for cold air circulationInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は冷蔵庫における蒸発
器により冷却された空気を冷凍室と冷蔵室に供給する軸
流ファンに関するもので、特に、ファンの回転ブレード
の数、ハブ比、スイープ角、ピッチ角、最大キャンバー
率などのようなファンの設計因子を最適化して低騒音化
を実現し、ファンの周囲で発生する渦流を減少させて流
動抵抗を減らすことができる冷蔵庫の冷気循環用軸流フ
ァンに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an axial fan for supplying air cooled by an evaporator in a refrigerator to a freezing compartment and a refrigerator compartment, and more particularly, to the number of rotating blades of the fan, hub ratio, sweep angle, and the like. Optimum fan design factors such as pitch angle and maximum camber ratio, etc., realize low noise, reduce eddy generated around the fan, and reduce flow resistance. It is about fans.
【0002】[0002]
【従来の技術】図16は従来技術による冷気循環用軸流
ファンの斜視図であり、図17は従来技術による冷気循
環用軸流ファンの回転ブレードの端部を示す断面図であ
る。図16及び図17を参照して、従来技術による冷蔵
庫の冷気循環用軸流ファンの構造及び作動について説明
するとつぎのようである。2. Description of the Related Art FIG. 16 is a perspective view of a conventional axial flow fan for cooling air circulation, and FIG. 17 is a sectional view showing an end portion of a rotating blade of the axial flow fan of cooling air according to the conventional technology. Referring to FIGS. 16 and 17, the structure and operation of a conventional cool air circulation axial-flow fan of a refrigerator will be described as follows.
【0003】冷気循環用軸流ファンは、送風モーターの
回転軸に連結され、送風モーターの駆動力を受けるハブ
1と、前記ハブ1の外周面に一定間隔で設けられる複数
の回転ブレード5とから構成される。前記回転ブレード
5は通常3個〜4個から構成され、ハブ1とファンの外
径の直径比であるハブ比は0.25〜0.3であり、回
転ブレード5のピッチ角は25°〜35°である。An axial fan for circulating cool air includes a hub 1 connected to a rotating shaft of a blower motor and receiving a driving force of the blower motor, and a plurality of rotating blades 5 provided on the outer peripheral surface of the hub 1 at regular intervals. Be composed. The rotating blades 5 are usually composed of three to four blades, the hub ratio, which is the diameter ratio of the outer diameter of the hub 1 to the fan, is 0.25 to 0.3, and the pitch angle of the rotating blades 5 is 25 ° to 35 °.
【0004】ここで、ピッチ角は回転ブレード5のリー
ディングエッジとトレーリングエッジを連結した直線と
半径方向の線とがなす角度で、回転ブレード5が回転軸
に垂直な平面に対してどのくらい斜めに形成されるかを
意味する。しかし、このように構成された冷気循環用軸
流ファンの回転ブレード5の数、ハブ比、ピッチ角など
のようなファンの設計因子によっては、大型化趨勢の冷
蔵庫の圧力損失と、複雑な流路特性に適した流動を生成
し得ずに冷蔵庫の騒音が大きくなるという問題があっ
た。Here, the pitch angle is an angle between a straight line connecting the leading edge and the trailing edge of the rotating blade 5 and a line in the radial direction, and how obliquely the rotating blade 5 is inclined with respect to a plane perpendicular to the rotation axis. Means to be formed. However, depending on fan design factors such as the number of rotating blades 5, hub ratio, pitch angle, etc. of the axial fan for cooling air circulation configured as described above, the pressure loss of the large-sized refrigerator and the complicated flow may be reduced. There is a problem that the refrigerator cannot generate a flow suitable for the channel characteristics and the noise of the refrigerator increases.
【0005】そして、このような軸流ファンは、回転方
向を基準として前方の回転ブレード5が回転しながら生
成された渦流帯に、後続の回転する回転ブレード5がぶ
つかることにより騒音が発生するBVI(Blade vortex
interaction)現象が発生する。近来の軸流ファンの設
計において、このようなBVI現象を減少させようとす
る研究が活発に行われている。[0005] Such an axial fan has a BVI in which noise is generated when the subsequent rotating blade 5 hits a vortex zone generated while the front rotating blade 5 rotates with reference to the rotating direction. (Blade vortex
interaction) phenomenon occurs. In recent designs of axial fans, research has been actively conducted to reduce such a BVI phenomenon.
【0006】軸流ファンのブレードチップ5aは、図1
7に示すように、空気流動による圧力が作用する側面で
ある圧力面5bと、この圧力面5bの反対側面で、負圧
が作用する負圧面5cとがなすブレードチップ5aの断
面が緩慢な曲線に形成されるため、回転ブレード5の圧
力面5bから負圧面5cに越える空気の正圧回復が急速
に起こる。The blade tip 5a of the axial fan is shown in FIG.
As shown in FIG. 7, the cross section of the blade tip 5a formed by a pressure surface 5b on which the pressure due to the air flow acts and a negative pressure surface 5c on the opposite side of the pressure surface 5b on which the negative pressure acts is a gentle curve. Therefore, the recovery of the positive pressure of the air from the pressure surface 5b of the rotary blade 5 to the suction surface 5c occurs rapidly.
【0007】したがって、前記回転ブレード5の回転に
より周辺物と流動の衝突により発生する騒音の主な周波
数で、回転ブレード5の数と回転数との積の正の整数倍
で表示されるBPF(Blade passing frequency )が低
くなる。ところで、冷蔵庫の圧縮機、機械室用ファン、
冷気循環用ファンなどで発生した後、いろいろの経路を
経て外部に流出される騒音を防ぐための冷蔵庫のドアは
一般的に700Hz以上の高周波騒音を遮断するように
形成されているので、従来の軸流ファンで発生する低い
BPFは前記冷蔵庫のドアにより殆ど遮断できない。Accordingly, the main frequency of the noise generated by the collision of the flow with the peripheral object due to the rotation of the rotary blade 5 is represented by a positive integer multiple of the product of the number of the rotary blades 5 and the number of rotations. Blade passing frequency is lower. By the way, refrigerator compressors, machine room fans,
Refrigerator doors for preventing noise generated from a cooling air circulation fan or the like and flowing to the outside through various paths are generally formed to block high-frequency noise of 700 Hz or more. The low BPF generated by the axial fan can hardly be blocked by the refrigerator door.
【0008】言い換えれば、従来の冷気循環用ファン
は、主として低周波帯域が大きく、BPFが低い騒音を
発生させるため、冷蔵庫のドアによる遮蔽音効果、つま
り騒音減少効果を殆ど得ることができないため、外部流
出騒音が大きくなるという問題がある。In other words, the conventional cool air circulation fan mainly has a large low-frequency band and generates a low BPF noise, so that the effect of shielding sound by the refrigerator door, that is, almost no noise reduction effect can be obtained. There is a problem that outside noise is increased.
【0009】図18は従来技術による軸流ファンにシュ
ラウドが設けられた状態を示す正面図であり、図19は
従来技術によるシュラウドの構造を示す断面図である。
従来のシュラウド7は回転ブレード5の周囲に設けら
れ、回転ブレード5に隣接した部位に、気流の流入方向
に膨出した環状膨出部9が形成されている。FIG. 18 is a front view showing a state in which a shroud is provided on an axial fan according to the prior art, and FIG. 19 is a sectional view showing a structure of the shroud according to the prior art.
The conventional shroud 7 is provided around the rotary blade 5, and an annular bulging portion 9 bulging in the direction of airflow is formed at a portion adjacent to the rotary blade 5.
【0010】このようなシュラウド7は回転ブレード5
のブレードチップ5aから一定間隙を隔てて円周方向に
設けられ、軸流ファンが駆動されると、熱交換された冷
気がファンの軸方向に流れるとき、冷気の流れを案内す
る役割を務める。また、環状膨出部9は回転ブレード5
に隣接した部分の円周方向に膨出した形態で突出して、
気流の流れを円滑にする。すなわち、気流が環状膨出部
9のふくらんでいる曲面に沿って流れるようにして、気
流の流れを柔らかに誘導し、気流の流動抵抗が発生しな
いようにする。[0010] Such a shroud 7 includes a rotating blade 5.
Is provided in the circumferential direction with a certain gap from the blade tip 5a, and when the axial fan is driven, plays a role of guiding the flow of the cool air when the heat-exchanged cool air flows in the axial direction of the fan. In addition, the annular bulging portion 9 is
Protruding in the form of bulging in the circumferential direction of the part adjacent to
Smooth airflow. That is, the air flow is caused to flow along the curved surface of the annular bulging portion 9 so as to guide the flow of the air flow gently and prevent the flow resistance of the air flow from being generated.
【0011】しかし、前記のような従来技術によるシュ
ラウドは、図20に示すように、環状膨出部9が気流の
流入方向に対してふくらんでいる形態に形成され、気流
が吐き出される後面は凹んでいる形態に形成されるた
め、ファンの後方に吐き出される空気が環状膨出部9の
凹面にぶつかって大きい渦流を発生させて、流動損失を
増加させるという問題がある。すなわち、ファンの周囲
に設けられる環状膨出部9の直径が大きくて、ファンに
より流入される空気の一部が環状膨出部9の後面である
凹面にぶつかって大きい渦流を発生して気流の流れを妨
害するので、流動損失が大きくなる。However, in the shroud according to the prior art as described above, as shown in FIG. 20, the annular bulging portion 9 is formed so as to bulge in the inflow direction of the airflow, and the rear surface from which the airflow is discharged is concave. Therefore, there is a problem that air discharged to the rear of the fan hits the concave surface of the annular bulging portion 9 to generate a large vortex, thereby increasing flow loss. That is, the diameter of the annular bulging portion 9 provided around the fan is large, and a part of the air introduced by the fan collides with the concave surface, which is the rear surface of the annular bulging portion 9, to generate a large vortex and generate a large vortex. Since the flow is obstructed, the flow loss increases.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記のような
問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的
は、ファンの低騒音化に適合するように、回転ブレード
の数、ハブ比、スイープ角、ピッチ角、最大キャンバー
率などのようなファンの設計因子を最適化して冷蔵庫の
運転騒音を減少させる冷蔵庫の冷気循環用軸流ファンを
提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to reduce the number of rotating blades and the number of rotating blades so as to meet the noise reduction of the fan. An object of the present invention is to provide an axial fan for circulating cool air of a refrigerator, which reduces the operation noise of the refrigerator by optimizing fan design factors such as a hub ratio, a sweep angle, a pitch angle, and a maximum camber ratio.
【0013】本発明の他の目的は、シュラウドの構造を
改善して、ファンの後方に吐き出される空気で渦流が発
生することを抑制して流動損失を最小化し得る冷気循環
用軸流ファンを提供することにある。Another object of the present invention is to provide an axial flow fan for cooling air which can improve the structure of a shroud so as to suppress the generation of a vortex in the air discharged behind the fan and minimize the flow loss. Is to do.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明による冷蔵庫の冷気循環用軸流ファンは、モー
ター軸に連結されるハブと、前記ハブに設けられる複数
の回転ブレードとを含み、前記回転ブレードの数、ハブ
比、前記回転ブレードのスイープ角、ピッチ角、キャン
バー率などのファンの設計変数をそれぞれ最適の条件で
選定して、冷蔵庫の大きい圧力損失及び複雑な流路特性
に適した冷気の流動を生成するとともにファン自体の流
体騒音を減少して、冷蔵庫の低騒音化を実現することを
特徴とする。According to the present invention, there is provided an axial flow fan for circulating cool air of a refrigerator according to the present invention, comprising a hub connected to a motor shaft, and a plurality of rotating blades provided on the hub. The fan design variables such as the number of the rotating blades, the hub ratio, the sweep angle of the rotating blades, the pitch angle, the camber ratio, etc. are selected under optimum conditions, respectively, to achieve a large pressure loss of the refrigerator and complicated flow path characteristics. The present invention is characterized in that a suitable flow of cool air is generated and fluid noise of the fan itself is reduced, thereby reducing the noise of the refrigerator.
【0015】本発明の他の特徴は、送風モーターの回転
軸に連結されるハブと、前記ハブの外周面に一定間隔で
設けられる複数の回転ブレードと、前記回転ブレードの
円周方向に設けられ、気流を案内するシュラウドとを含
み、前記シュラウドは、気流の流入方向に対してふくら
んでいる環状膨出部が設けられ、前記環状膨出部の後側
凹面に、回転ブレードの後方に吐き出される空気で発生
する渦流を低減させる渦流低減手段が設けられる。Another feature of the present invention is that the hub is connected to the rotating shaft of the blower motor, a plurality of rotating blades are provided at regular intervals on the outer peripheral surface of the hub, and is provided in the circumferential direction of the rotating blade. And a shroud for guiding an airflow, wherein the shroud is provided with an annular bulging portion bulging in the direction of inflow of the airflow, and is discharged to the rear concave surface of the annular bulging portion behind the rotating blade. A swirl reducing means is provided to reduce swirl generated by air.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図1は本発明による冷気循環
用軸流ファンの斜視図であり、図2は本発明による軸流
ファンの正面図及び平面図であり、図3は本発明による
軸流ファンの回転ブレードを円周方向に切断した断面図
であり、図4は本発明による軸流ファンの回転ブレード
の端部を示す断面図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view of an axial flow fan for circulating cool air according to the present invention, FIG. 2 is a front view and a plan view of the axial flow fan according to the present invention, and FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view taken in a circumferential direction, and FIG. 4 is a cross-sectional view showing an end of a rotating blade of the axial fan according to the present invention.
【0017】図1ないし図4に基づいて本発明による冷
蔵庫の冷気循環用軸流ファンの構造と作動を説明する。
本発明による冷気循環用軸流ファンは、図1ないし図3
に示すように、送風モーターの回転軸に連結されるハブ
51と、前記ハブ51の外周面に一定間隔で設けられる
複数の回転ブレード55とを含む。前記回転ブレード5
5は少なくとも七つ以上からなる。より具体的に、回転
ブレード55の数は、効率、風量、風圧などのいろいろ
の事項を考慮すると、9個であることが最も好ましい。The structure and operation of an axial fan for circulating cool air of a refrigerator according to the present invention will be described with reference to FIGS.
The axial flow fan for circulating cool air according to the present invention is shown in FIGS.
As shown in FIG. 1, the hub 51 includes a hub 51 connected to a rotating shaft of a blower motor, and a plurality of rotating blades 55 provided at regular intervals on an outer peripheral surface of the hub 51. The rotating blade 5
5 consists of at least seven or more. More specifically, the number of the rotating blades 55 is most preferably nine in consideration of various matters such as efficiency, air volume, and wind pressure.
【0018】前記ハブ51の外径(ID)とファンの外
径(OD)の直径の比であるハブ比は0.45〜0.5
で、前記ハブ51の直径は55±5mmの範囲内に分布
され、前記ファンの外径、つまり、回転ブレード55の
外径は110±10mmの範囲内に分布される。The hub ratio, which is the ratio of the outer diameter (ID) of the hub 51 to the outer diameter (OD) of the fan, is 0.45 to 0.5.
Thus, the diameter of the hub 51 is distributed within a range of 55 ± 5 mm, and the outer diameter of the fan, that is, the outer diameter of the rotating blade 55 is distributed within a range of 110 ± 10 mm.
【0019】前記回転ブレード55のスイープ角(θ)
は32°〜34°の範囲内に分布される。ここで、前記
スイープ角(θ)は、回転ブレードハブ55bの中心と
回転ブレードチップ55aの中心を連結する直線と、回
転ブレードハブ55bの中心とハブ51の中心を連結す
る直線とがなす角を示すもので、前記回転ブレード55
が回転方向の前方にどのくらい偏って形成されるかを意
味する。Sweep angle (θ) of the rotary blade 55
Are distributed in the range of 32 ° to 34 °. Here, the sweep angle (θ) is an angle formed by a straight line connecting the center of the rotary blade hub 55b and the center of the rotary blade tip 55a and a straight line connecting the center of the rotary blade hub 55b and the center of the hub 51. As shown, the rotating blade 55
Is formed to be biased forward in the rotation direction.
【0020】また、回転ブレード55のピッチ角(Ψ)
は回転ブレードチップ55aで32°±2°、回転ブレ
ードハブ55bで45°±2°と分布される。ここで、
ピッチ角(Ψ)は回転ブレード55のリーディングエッ
ジ57aとトレーリングエッジ57bを連結した直線と
回転軸であるZ軸に垂直なX軸とがなす角度で、前記回
転ブレード55が回転軸であるZ軸に垂直な平面に対し
てどの程度斜めに形成されるかを意味する。The pitch angle (Ψ) of the rotary blade 55
Are distributed at 32 ° ± 2 ° at the rotating blade tip 55a and at 45 ° ± 2 ° at the rotating blade hub 55b. here,
The pitch angle (Ψ) is an angle formed between a straight line connecting the leading edge 57a and the trailing edge 57b of the rotary blade 55 and the X axis perpendicular to the Z axis, which is the rotation axis. It refers to how obliquely the plane is formed with respect to a plane perpendicular to the axis.
【0021】また、前記回転ブレード55の最大キャン
バー位置は0.65で、回転ブレードハブ55bから回
転ブレードチップ55aまで一様に分布され、最大キャ
ンバー率は回転ブレードチップ55aで11.5%、回
転ブレードハブ55bで8%と分布される。The maximum camber position of the rotary blade 55 is 0.65, and is uniformly distributed from the rotary blade hub 55b to the rotary blade tip 55a. The distribution is 8% at the blade hub 55b.
【0022】ここで、前記最大キャンバー位置は回転ブ
レード55のリーディングエッジ57aとトレーリング
エッジ57bを連結した直線であるコード(CL)から
回転ブレード55が最も遠く離れた地点の位置であり、
このときの直線と回転ブレード55間の距離が最大キャ
ンバー(C)である。また、最大キャンバー率は最大キ
ャンバー(C)とコードの長さ(CX)の比を百分率で
示したものである。また、前記最大キャンバー位置は、
前記コードの長さ(CX)に対するブレードのリーディ
ングエッジ57aと前記最大キャンバーが位置するコー
ド上の点との距離(CP)の比で示す。Here, the maximum camber position is a position where the rotary blade 55 is farthest from a cord (CL) which is a straight line connecting the leading edge 57a and the trailing edge 57b of the rotary blade 55,
The distance between the straight line and the rotary blade 55 at this time is the maximum camber (C). The maximum camber rate indicates the ratio between the maximum camber (C) and the length of the cord (CX) in percentage. The maximum camber position is
It is shown as the ratio of the distance (CP) between the leading edge 57a of the blade and the point on the cord where the maximum camber is located with respect to the length (CX) of the cord.
【0023】前記回転ブレード55が正の軸方向に対し
て傾いた程度を示すレーキ角度は0である。前述したよ
うに、回転ブレード55のスイープ角(θ)、ピッチ角
(Ψ)、最大キャンバー率を大きく形成すると、ファン
自体で発生する流体騒音が減少する。そのうえ、前記回
転ブレード55の回転により周辺物と流動の衝突により
発生する騒音の主な周波数であるBPFが増加して、殆
どのBPFが冷蔵庫のドアにより遮断されるので、冷蔵
庫の外部流出騒音が大幅減少する。The rake angle indicating the degree to which the rotary blade 55 is inclined with respect to the positive axial direction is zero. As described above, when the sweep angle (θ), the pitch angle (Ψ), and the maximum camber rate of the rotary blade 55 are increased, the fluid noise generated by the fan itself is reduced. In addition, the rotation of the rotary blade 55 increases the BPF, which is the main frequency of the noise generated by the collision of the surrounding object and the flow, and most of the BPF is blocked by the refrigerator door. Significantly reduced.
【0024】前記回転ブレード55の回転ブレードチッ
プ55aは、図4に示すように、空気圧が作用する前面
である圧力面56bと、この圧力面56bの後面で、負
圧が作用する負圧面56aとからなり、圧力面56bか
ら負圧面56aに向かって所定の曲率で曲がるように形
成されている。この際に、前記回転ブレードチップ55
aはファン直径の0.1倍以下の半径と同一の曲率を有
することが好ましい。As shown in FIG. 4, the rotary blade tip 55a of the rotary blade 55 has a pressure surface 56b on which a pneumatic pressure acts, and a negative pressure surface 56a on the rear surface of the pressure surface 56b on which a negative pressure acts. And is formed to bend at a predetermined curvature from the pressure surface 56b toward the negative pressure surface 56a. At this time, the rotating blade tip 55
a preferably has the same curvature as a radius of 0.1 times or less the fan diameter.
【0025】前述したように回転ブレードチップ55a
を形成すると、圧力面56bから負圧面56aに越える
空気の正圧回復が徐々に進行するので、回転ブレード5
5の後に発生する渦流帯の生成が抑制されて、BVIが
弱化される。このように構成及び作動される本発明によ
る軸流ファンの各設計因子による騒音発生比が図5、図
6、図7、図8、図9にそれぞれグラフで示されてい
る。As described above, the rotating blade tip 55a
Is formed, the recovery of the positive pressure of the air passing from the pressure surface 56b to the suction surface 56a gradually progresses.
The generation of the swirl zone occurring after 5 is suppressed, and the BVI is weakened. FIGS. 5, 6, 7, 8, and 9 are graphs showing noise generation ratios of the axial flow fan according to the present invention configured and operated according to various design factors, respectively.
【0026】すなわち、図5に示すグラフはハブ比によ
る騒音率を示すもので、ハブ比が0.45〜0.55で
あると、騒音が22.3±0.2dBと最低値を表し、
特に、ハブ比が0.5であると、騒音が最低値を表す。
そして、図6に示すグラフはスイープ角(θ)による騒
音率を表すもので、スイープ角(θ)が32°〜34°
であると、騒音が22.4±0.2dBと最低値を表
す。That is, the graph shown in FIG. 5 shows the noise ratio according to the hub ratio. When the hub ratio is 0.45 to 0.55, the noise shows the lowest value of 22.3 ± 0.2 dB.
In particular, when the hub ratio is 0.5, the noise represents the lowest value.
The graph shown in FIG. 6 shows the noise rate according to the sweep angle (θ), and the sweep angle (θ) is 32 ° to 34 °.
, The noise represents the lowest value of 22.4 ± 0.2 dB.
【0027】図7に示すグラフはピッチ角(Ψ)による
騒音率を示すもので、ピッチ角(Ψ)が回転ブレードチ
ップ55aで32°±2°、ブレードハブ55bで45
°±2°と分布されると、騒音が22.3±0.2dB
と最低値を表す。図8に示すグラフは最大キャンバー率
(CP)による騒音率を示すもので、最大キャンバー位
置(CP)が0.65で回転ブレードハブ55bから回
転ブレードチップ55aまで一様に分布され、最大キャ
ンバー率は、回転ブレードチップ55aで11.5%、
回転ブレードハブ51で8%と分布されると、騒音は2
2.5dBと最低値を表す。The graph shown in FIG. 7 shows the noise rate depending on the pitch angle (Ψ). The pitch angle (Ψ) is 32 ° ± 2 ° for the rotating blade tip 55a and 45 ° for the blade hub 55b.
When distributed as ° ± 2 °, the noise is 22.3 ± 0.2 dB
And the lowest value. The graph shown in FIG. 8 shows the noise rate according to the maximum camber rate (CP). When the maximum camber position (CP) is 0.65, the noise rate is uniformly distributed from the rotating blade hub 55b to the rotating blade tip 55a. Is 11.5% with the rotating blade tip 55a,
When the distribution is 8% at the rotating blade hub 51, the noise is 2%.
It represents the lowest value of 2.5 dB.
【0028】図9に示すグラフはレーキ角度による騒音
率を示すもので、レーキ角度が0であると、騒音は23
dBと最低値を表す。前記のような軸流ファンを冷蔵庫
に適用すると、図10の(a)のように、前方騒音特性
を得ることができる。ここで、既存の軸流ファンによる
前方騒音特性を示すグラフは図10の(b)である。図
10の(a)と(b)のグラフを相互比較すると、既存
の軸流ファンを冷蔵庫に適用した場合に比べ、本発明の
軸流ファンを冷蔵庫に適用した場合に冷蔵庫の送風騒音
が前方基準に4.3dB(A)程度減少することが分か
る。The graph shown in FIG. 9 shows the noise rate according to the rake angle. When the rake angle is 0, the noise is 23.
It represents dB and the lowest value. When the axial fan as described above is applied to a refrigerator, a forward noise characteristic can be obtained as shown in FIG. Here, a graph showing the forward noise characteristic of the existing axial fan is shown in FIG. When comparing the graphs of FIGS. 10A and 10B with each other, when the axial fan of the present invention is applied to the refrigerator, the blowing noise of the refrigerator is lower than when the existing axial fan is applied to the refrigerator. It can be seen that the level is reduced by about 4.3 dB (A).
【0029】図11は本発明によるシュラウドが装着さ
れた状態を示す軸流ファンの正面図であり、図12は本
発明によるシュラウドを示す図11のB−B線について
の断面図である。本発明のシュラウド60は回転ブレー
ド55の円周方向に設けられ、回転ブレード55に隣接
した円周方向に、気流の流入方向に向かって膨出した環
状膨出部62が形成され、前記環状膨出部62の後面に
は、回転ブレードの後方に吐き出される空気が環状膨出
部62の後面にぶつかることを防止して、渦流の発生を
減少させる渦流低減手段が設けられる。FIG. 11 is a front view of an axial fan showing a state in which a shroud according to the present invention is mounted, and FIG. 12 is a sectional view taken along line BB of FIG. 11 showing the shroud according to the present invention. The shroud 60 of the present invention is provided in the circumferential direction of the rotating blade 55, and has an annular bulging portion 62 bulging in the direction of air flow in the circumferential direction adjacent to the rotating blade 55, and On the rear surface of the projecting portion 62, there is provided a vortex reducing means for preventing the air discharged to the rear of the rotary blade from hitting the rear surface of the annular bulging portion 62 and reducing the generation of the vortex.
【0030】前記渦流低減手段は、環状膨出部62の後
面の中央部に沿って空気の流動方向に突出する一定長さ
の遮断板64からなる。この遮断板64は環状膨出部6
2の大きさに応じて複数を設けることもでき、その突出
長(L)は環状膨出部62の半径より約1〜2mm程度
長く形成される。すなわち、遮断板64は、環状膨出部
62の直径が大きくなる場合、発生する渦流の大きさが
大きくなるので、環状膨出部62の直径によって遮断板
64の数を増やして、環状膨出部62の後方内側面を小
区間に分割することで、発生する渦流の大きさを縮小さ
せる。The eddy current reducing means comprises a blocking plate 64 of a fixed length protruding in the direction of air flow along the center of the rear surface of the annular bulging portion 62. The blocking plate 64 is provided with the annular bulging portion 6.
A plurality of protrusions (L) can be provided in accordance with the size of 2, and the protrusion length (L) is formed to be about 1-2 mm longer than the radius of the annular bulging portion 62. That is, when the diameter of the annular bulging portion 62 is large, the size of the generated vortex increases. Therefore, the number of the blocking plates 64 is increased by the diameter of the annular bulging portion 62, and Dividing the rear inner surface of the portion 62 into small sections reduces the size of the generated vortex.
【0031】また、遮断板64の長さを環状膨出部62
の半径より長さ(L)だけ長く形成することは、ファン
の後方に吐き出される空気が円形の内側面にぶつかるこ
とを防止して渦流の発生を減らすためである。このよう
なシュラウドの気流の流動について説明する。図13は
本発明によるシュラウドを通過する気流の流れを示す図
である。ファンの駆動により空気がファンの軸方向に流
れ、ファンの周囲に設けられたシュラウド60は空気の
流れを誘導する。特に、ファンに近接して形成された環
状膨出部62は空気が曲面に沿って流れるようにして、
気流の流動抵抗を最小化させる。Further, the length of the blocking plate 64 is adjusted by the annular bulging portion 62.
The length formed by the length (L) is smaller than the radius of the fan to prevent the air discharged to the rear of the fan from hitting the inner surface of the circular shape and reduce the generation of the vortex. The flow of the airflow of the shroud will be described. FIG. 13 is a diagram showing the flow of the airflow passing through the shroud according to the present invention. When the fan is driven, air flows in the axial direction of the fan, and a shroud 60 provided around the fan guides the air flow. In particular, the annular bulge 62 formed near the fan allows air to flow along a curved surface,
Minimize the flow resistance of the airflow.
【0032】この際に、ファンの後方に吐き出される空
気のうち、縁部で吐き出される空気が環状膨出部62の
後側内面にぶつかりながら渦流を生成して気流の流動を
妨害することになるが、気流の流動方向と同一方向に突
出する遮断板64により空気が円形内側面に流入するこ
とを遮断し、ファンの軸方向に空気が流れるように案内
して渦流の生成を抑制することにより、ファンの後方に
吐き出される空気が円滑に流れるようにする。At this time, among the air discharged to the rear of the fan, the air discharged from the edge portion of the air collides with the rear inner surface of the annular bulging portion 62 to generate a vortex, thereby obstructing the flow of the air flow. However, by blocking the air from flowing into the circular inner surface by the blocking plate 64 protruding in the same direction as the flow direction of the air flow, by guiding the air to flow in the axial direction of the fan and suppressing the generation of the vortex. , So that the air discharged to the rear of the fan flows smoothly.
【0033】すなわち、ファンの後方に吐き出される空
気のうち、回転ブレード55の縁部で吐き出される空気
は外部に拡張されながら環状膨出部62の後側凹面に沿
って流れて渦流を生成させるが、遮断板64が環状膨出
部62の後面に空気の流動方向に形成されていることに
より、吐き出される空気が環状膨出部62の後面にぶつ
かることを防止して、渦流の生成を抑制させ、気流が円
滑に流れるように誘導する。That is, among the air discharged to the rear of the fan, the air discharged at the edge of the rotating blade 55 flows along the rear concave surface of the annular bulging portion 62 while being expanded to the outside, and generates a vortex. Since the blocking plate 64 is formed on the rear surface of the annular bulging portion 62 in the flow direction of the air, the discharged air is prevented from hitting the rear surface of the annular bulging portion 62 and the generation of the vortex is suppressed. And guide the air flow to flow smoothly.
【0034】図14は本発明による渦流遮断手段の他の
実施形態を示すシュラウドの部分断面図である。この実
施形態による渦流遮断手段は、シュラウド60の回転ブ
レード55の円周方向に、気流の流入方向に対して膨出
した形態の環状膨出部62の後側凹面に空気が流入され
ることを防止するため、環状膨出部62の後側凹面を閉
鎖するように設けられる渦流遮断膜68からなる。FIG. 14 is a partial sectional view of a shroud showing another embodiment of the eddy current blocking means according to the present invention. The eddy current blocking means according to this embodiment is configured to prevent air from flowing into the rear concave surface of the annular bulging portion 62 bulging in the circumferential direction of the rotating blade 55 of the shroud 60 in the airflow inflow direction. In order to prevent this, a vortex blocking film 68 is provided to close the rear concave surface of the annular bulging portion 62.
【0035】前記渦流遮断膜68は、一端がシュラウド
60の直線部に付着されたアングル部70と、前記アン
グル部70と前記環状膨出部62の内側端部との間に連
結され、気流が環状膨出部62の内側に流入されること
を防止するために、環状膨出部62の後側凹面を閉鎖す
る傾斜部72とからなる。The eddy current blocking film 68 is connected at one end to the straight portion of the shroud 60, and is connected between the angle portion 70 and the inner end of the annular bulging portion 62 so that the airflow is reduced. An inclined portion 72 for closing the rear concave surface of the annular bulge 62 in order to prevent it from flowing into the inside of the annular bulge 62.
【0036】このように構成される他の実施形態による
シュラウドは、回転ブレード55の後方に空気が吐き出
されると、環状膨出部62の内面は渦流遮断膜68で閉
鎖されているため、空気が環状膨出部62の内面に流入
されることが根本的に封鎖されるので、渦流の生成を防
止することができ、これにより流動抵抗を最小化するこ
とができる。すなわち、ファンを通過した気流が外側に
拡張されるとき、渦流遮断膜68の傾斜部72により気
流が案内されるので、環状膨出部62の内部では渦流が
発生せず、渦流による流動抵抗も発生しない。In the shroud according to the other embodiment configured as described above, when the air is discharged to the rear of the rotary blade 55, the inner surface of the annular bulging portion 62 is closed by the eddy current blocking film 68. Since the flow into the inner surface of the annular bulging portion 62 is basically blocked, it is possible to prevent the generation of the vortex, thereby minimizing the flow resistance. That is, when the airflow that has passed through the fan is expanded outward, the airflow is guided by the inclined portion 72 of the eddy current blocking film 68. Therefore, no vortex is generated inside the annular bulging portion 62, and the flow resistance due to the vortex is also reduced. Does not occur.
【0037】図15は従来のシュラウドと本発明のシュ
ラウドの風量変化による騒音変化を示すグラフである。
同図において、Pは従来のシュラウドによる風量変化に
よる騒音変化を示すもので、風量0.81CMMを基準
とするとき、23.6dBの騒音が発生し、グラフQ
は、図13に示す本発明の実施形態による風量変化によ
る騒音変化を示すもので、風量0.81CMMを基準と
するとき、22.4dBの騒音が発生し、グラフRは、
図14に示す実施形態による風量変化による騒音変化を
示すもので、風量0.81CMMを基準とするとき、2
1.3dBの程度の騒音が発生する。FIG. 15 is a graph showing a change in noise due to a change in airflow of the conventional shroud and the shroud of the present invention.
In the same figure, P indicates a noise change due to a change in air volume due to a conventional shroud. When the air volume is 0.81 CMM as a reference, noise of 23.6 dB is generated.
Shows a noise change due to a change in the air flow according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 13. When the air flow is 0.81 CMM, a noise of 22.4 dB is generated.
FIG. 14 shows a noise change due to a change in air flow according to the embodiment shown in FIG.
Noise of about 1.3 dB is generated.
【0038】このように、本発明によるシュラウドは従
来のシュラウドに比べて1.2dB〜2.3dB程度の
騒音が減少することが分かる。前述したように、本発明
は特定の実施形態に関連して例示及び説明したが、特許
請求範囲に定義された発明の思想及び領域から外れない
範囲内で多様に改造及び変化できることが当業界で通常
の知識を持った者であればだれでも容易に分かる。Thus, it can be seen that the shroud according to the present invention reduces noise by about 1.2 dB to 2.3 dB as compared with the conventional shroud. As described above, the present invention has been illustrated and described with reference to the specific embodiments. However, it is understood in the art that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention defined in the appended claims. Anyone with ordinary knowledge can easily understand.
【0039】[0039]
【発明の効果】以上説明したように、本発明による冷蔵
庫の冷気循環用軸流ファンは、回転ブレードの数、ハブ
比、スイープ角(θ)、ピッチ角(Ψ)、最大キャンバ
ー率などのようなファンの設計因子を最適化することに
より、冷蔵庫の大きい圧力損失及び複雑な流路特性に適
した冷気の流動を生成することができるとともにファン
自体の流体騒音が減少する利点がある。As described above, the axial-flow fan for circulating cool air of the refrigerator according to the present invention has a number of rotating blades, a hub ratio, a sweep angle (θ), a pitch angle (Ψ), a maximum camber rate, and the like. By optimizing the design factor of the fan, it is possible to generate a flow of cool air suitable for a large pressure loss of the refrigerator and a complicated flow path characteristic, and to reduce the fluid noise of the fan itself.
【0040】また、本発明による軸流ファンは、回転ブ
レード55の回転により周辺物と流動の衝突により発生
する騒音の主な周波数であるBPFが既存のファンより
2倍以上増加するので、殆どのBPFが冷蔵庫のドアに
より遮断されて、冷蔵庫の流出騒音が大幅減少する利点
がある。Also, in the axial fan according to the present invention, the BPF, which is the main frequency of the noise generated by the collision of the flow with the peripheral object due to the rotation of the rotary blade 55, is more than twice as large as that of the existing fan. There is an advantage that the BPF is shut off by the refrigerator door, and the outflow noise of the refrigerator is greatly reduced.
【0041】また、本発明による冷気循環用軸流ファン
は回転ブレードチップ55aが所定の曲率で屈曲される
ので、回転ブレード55の後に発生する渦流帯が抑制さ
れ、前記渦流帯に、つづいて回転する回転ブレード55
がぶつかりながら騒音が発生させる現象であるBVIが
弱化する利点がある。Further, in the axial flow fan for circulating cool air according to the present invention, since the rotating blade tip 55a is bent at a predetermined curvature, the swirl zone generated after the rotating blade 55 is suppressed, and the swirl zone follows the swirl zone. Rotating blade 55
There is an advantage that BVI, which is a phenomenon that generates noise while colliding, is weakened.
【0042】また、シュラウドの環状膨出部62の後方
に渦流防止手段を形成して、ファンの後方に吐き出され
る空気の渦流生成を減少させて流動損失を低減させ、騒
音発生量を減少させる利点がある。Further, the vortex preventing means is formed behind the annular bulging portion 62 of the shroud to reduce vortex generation of air discharged to the rear of the fan, thereby reducing flow loss and reducing noise generation. There is.
【図1】本発明による冷気循環用軸流ファンの斜視図で
ある。FIG. 1 is a perspective view of an axial fan for cooling air circulation according to the present invention.
【図2】本発明による冷気循環用軸流ファンを示す図で
(a)は正面図、(b)は平面図である。2 (a) is a front view and FIG. 2 (b) is a plan view showing an axial fan for cooling air circulation according to the present invention.
【図3】本発明による冷気循環用軸流ファンの回転ブレ
ードを円周方向に切断した状態を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a state in which a rotary blade of the axial fan for cooling air circulation according to the present invention is cut in a circumferential direction.
【図4】本発明による冷気循環用軸流ファンの回転ブレ
ードの端部を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an end of a rotating blade of the axial fan for cooling air circulation according to the present invention;
【図5】本発明による冷気循環用軸流ファンのハブ比に
よる騒音率を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing a noise ratio according to a hub ratio of an axial fan for cooling air circulation according to the present invention.
【図6】本発明による冷気循環用軸流ファンのスイープ
角による騒音率を示すグラフである。FIG. 6 is a graph illustrating a noise rate according to a sweep angle of the axial fan for cooling air circulation according to the present invention.
【図7】本発明による冷気循環用軸流ファンのピッチ角
による騒音率を示すグラフである。FIG. 7 is a graph illustrating a noise rate depending on a pitch angle of the axial fan for cooling air circulation according to the present invention.
【図8】本発明による冷気循環用軸流ファンの最大キャ
ンバー率による騒音率を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing a noise rate according to a maximum camber rate of the axial fan for cooling air according to the present invention.
【図9】本発明による冷気循環用軸流ファンのレーキに
よる騒音率を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing a noise factor due to a rake of the axial fan for cooling air circulation according to the present invention.
【図10】従来技術による冷気循環用軸流ファンと本発
明による冷気循環用軸流ファンをそれぞれ適用して比較
した冷蔵庫の前方騒音特性を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing a front noise characteristic of a refrigerator in which a conventional cool air circulation axial fan and a cool air circulation axial fan according to the present invention are applied and compared.
【図11】本発明によるシュラウドが冷気循環用軸流フ
ァンに装着された状態を示す正面図である。FIG. 11 is a front view showing a state in which the shroud according to the present invention is mounted on an axial flow fan for cooling air.
【図12】本発明によるシュラウドを示す図11のB−
B線についての断面図である。FIG. 12B—shows a shroud according to the invention;
It is sectional drawing about the B line.
【図13】本発明によるシュラウドで発生する気流を示
す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating an airflow generated by a shroud according to the present invention.
【図14】本発明によるシュラウドの他の実施の形態を
示す部分断面図である。FIG. 14 is a partial sectional view showing another embodiment of the shroud according to the present invention.
【図15】本発明によるシュラウドにおける風量及び騒
音を比較した風量−騒音を示す線図である。FIG. 15 is a graph showing air volume-noise comparing air volume and noise in a shroud according to the present invention.
【図16】従来技術による冷気循環用軸流ファンを示す
斜視図である。FIG. 16 is a perspective view showing a conventional axial fan for cooling air circulation.
【図17】従来技術による冷気循環用軸流ファンの回転
ブレードの端部を示す断面図である。FIG. 17 is a cross-sectional view showing an end of a rotating blade of a conventional axial-flow fan for cooling air circulation.
【図18】従来技術による冷気循環用軸流ファンにシュ
ラウドが取り付けられた状態を示す正面図である。FIG. 18 is a front view showing a state in which a shroud is attached to an axial fan for cooling air circulation according to a conventional technique.
【図19】図18のA−A線についての断面図である。FIG. 19 is a sectional view taken along line AA of FIG. 18;
【図20】従来技術によるシュラウドで発生する気流を
示す断面図である。FIG. 20 is a cross-sectional view illustrating an airflow generated by a shroud according to the related art.
51…ハブ 55…回転ブレード 55a…回転ブレードチップ 55b…回転ブレードハブ 57a…リーディングエッジ 57b…トレーリングエッジ θ…スイープ角 Ψ…ピッチ角 CP…最大キャンバー位置 51: Hub 55: Rotating blade 55a: Rotating blade tip 55b: Rotating blade hub 57a: Leading edge 57b: Trailing edge θ: Sweep angle Ψ: Pitch angle CP: Maximum camber position
Claims (14)
と、前記ハブの外周面に一定間隔で設けられる複数の回
転ブレードとを含む軸流ファンにおいて、 前記回転ブレードは少なくとも七つからなり、前記ブレ
ードの外径に対する前記ハブの直径の比であるハブ比は
0.45〜0.55であることを特徴とする冷気循環用
軸流ファン。1. An axial fan comprising: a hub connected to a rotation shaft of a blower motor; and a plurality of rotation blades provided at regular intervals on an outer peripheral surface of the hub, wherein the rotation blade comprises at least seven blades, An axial fan for cooling air circulation, wherein a hub ratio, which is a ratio of a diameter of the hub to an outer diameter of the blade, is 0.45 to 0.55.
特徴とする請求項1記載の冷気循環用軸流ファン。2. The axial fan according to claim 1, wherein the number of the rotating blades is nine.
レードチップで32°±2°、回転ブレードハブで45
°±2°と分布されることを特徴とする請求項1記載の
冷気循環用軸流ファン。3. The pitch angle of the rotating blade is 32 ° ± 2 ° for the rotating blade tip and 45 ° for the rotating blade hub.
2. The axial fan for cooling air circulation according to claim 1, wherein the fan is distributed at an angle of ± 2 °.
は0.65±0.05で、回転ブレードハブから回転ブ
レードチップまで一様に分布されることを特徴とする請
求項1記載の冷気循環用軸流ファン。4. The cool air circulation shaft according to claim 1, wherein the maximum camber position of the rotary blade is 0.65 ± 0.05, and is uniformly distributed from the rotary blade hub to the rotary blade tip. Flow fan.
ブレードチップで11.5±0.5%、回転ブレードハ
ブで8±0.5%と分布されることを特徴とする請求項
1又は4記載の冷気循環用軸流ファン。5. The blade according to claim 1, wherein the maximum camber ratio of the blade is distributed at 11.5 ± 0.5% for the rotating blade tip and 8 ± 0.5% for the rotating blade hub. Axial fan for cold air circulation.
〜34°であることを特徴とする請求項1記載の冷気循
環用軸流ファン。6. The sweep angle of the rotating blade is 32 °.
The axial flow fan for circulating cool air according to claim 1, wherein the angle is −34 °.
は圧力面から負圧面に所定曲率半径で屈曲されているこ
とを特徴とする請求項1記載の冷気循環用軸流ファン。7. The axial fan according to claim 1, wherein the rotating blade tip of the rotating blade is bent from a pressure surface to a negative pressure surface with a predetermined radius of curvature.
ることを特徴とする請求項1記載の冷気循環用軸流ファ
ン。8. The axial flow fan for circulating cool air according to claim 1, wherein the rake angle of the rotating blade is zero.
と、前記ハブの外周面に一定間隔で設けられる複数の回
転ブレードと、前記回転ブレードの円周方向に設けら
れ、気流を案内するシュラウドとを含む軸流ファンにお
いて、 前記シュラウドは、気流の流入方向に対してふくらんで
いる環状膨出部が設けられ、前記環状膨出部の後側凹面
に、回転ブレードの後方に吐き出される空気で発生する
渦流を低減させる渦流低減手段が設けられることを特徴
とする冷気循環用軸流ファン。9. A hub connected to a rotating shaft of a blower motor, a plurality of rotating blades provided at regular intervals on an outer peripheral surface of the hub, and a shroud provided in a circumferential direction of the rotating blade and guiding an air flow. In the axial fan including: the shroud is provided with an annular bulging portion bulging in the inflow direction of the airflow, and on the rear concave surface of the annular bulging portion, air discharged to the rear of the rotating blade is provided. An axial flow fan for circulating cool air, wherein a vortex reducing means for reducing generated vortex is provided.
の後側凹面の中央から気流の流動方向に突出する遮断板
からなることを特徴とする請求項9記載の冷気循環用軸
流ファン。10. The axial flow fan for cooling air circulation according to claim 9, wherein said eddy current reducing means comprises a blocking plate projecting from a center of a rear concave surface of said annular bulging portion in a flow direction of air flow. .
に比例して円形の後側凹面を小区間に分割するように、
一定間隔を置いて多数設けられることを特徴とする請求
項10記載の冷気循環用軸流ファン。11. The blocking plate divides a circular rear concave surface into small sections in proportion to a radius of the annular bulging portion.
11. The cooling air circulation axial flow fan according to claim 10, wherein a plurality of cooling fans are provided at regular intervals.
より一定長さだけ長く形成されることを特徴とする請求
項10記載の冷気循環用軸流ファン。12. The cooling air circulation axial flow fan according to claim 10, wherein the blocking plate is formed to be longer than a radius of the annular bulge by a predetermined length.
膨出部の内側に流入されることを防止するための渦流遮
断膜から構成されることを特徴とする請求項9記載の冷
気循環用軸流ファン。13. The cooling air circulation device according to claim 9, wherein said eddy current reducing means comprises an eddy current blocking film for preventing an air flow from flowing into said annular bulging portion. Axial fan.
後方にシュラウドの直線部に付着されるアングル部と、
前記アングル部と前記環状膨出部の内端部との間に連結
され、気流が環状膨出部の内側に流入されることを防止
するために、環状膨出部の後側凹面を閉鎖する傾斜部と
からなる渦流遮断膜からなることを特徴とする請求項1
3記載の冷気循環用軸流ファン。14. An eddy current blocking film, comprising: an angle portion attached to a linear portion of a shroud behind the annular bulging portion;
A rear concave surface of the annular bulging portion is connected between the angle portion and the inner end of the annular bulging portion to prevent an air flow from flowing into the inside of the annular bulging portion. 2. An eddy current blocking film comprising an inclined portion.
3. The axial flow fan for cooling air circulation according to 3.
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