KR100315781B1

KR100315781B1 - 냉장고용사류팬

Info

Publication number: KR100315781B1
Application number: KR1019980062259A
Authority: KR
Inventors: 최무용
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1998-12-30
Filing date: 1998-12-30
Publication date: 2002-06-20
Also published as: KR20000045688A

Abstract

본 발명은 사이드 바이 사이드(Side By Side) 타입의 냉장고에서 증발기로부터 흡입한 냉기를 냉동실과 냉장실에 공급하는 냉기공급용 팬에 관한 것으로서, 특히, 냉장고의 시스템 저항을 낮은 회전수에서 극복하여 요구된 풍량을 만족하면서 저소음을 실현시킬 수 있도록 한 냉장고용 사류팬에 관한 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 냉장고용 사류팬은, 모터축이 연결되는 허브와, 상기 허브에 설치된 복수개의 블래이드를 포함하되; 상기 블래이드의 개수는 4개이고, 안지름과 바깥지름의 비(比)인 내외경비는 0.2∼0.3이다. 또한, 상기한 바깥지름은 135±1㎜이고, 안지름은 30±1㎜이고, 허브경사각은 20±0.5°이고, 블래이드 앞전거리는 (26.0∼26.5)±1㎜이고, 블래이드 뒷전거리는 (23.0∼23.5)±1㎜이다. 또한, 상기 블래이드의 최대 캠버 위치는 0.68∼0.73으로 블래이드 허브에서 블래이드 팁까지 일정하게 분포되고, 최대 캠버율은 블래이드 허브에서는 7.5∼8.0%, 블래이드 팁에서는 13.5∼14.0%로 블래이드 허브에서 블래이드 팁까지 선형적으로 분포된다. 또한, 상기 블래이드의 피치각도는 블래이드 허브에서는 44.0°∼45.0°, 블래이드 팁에서는 31.0°∼32.0°로 블래이드 허브에서 블래이드 팁까지 선형적으로 분포된다. 또한, 상기 블래이드의 스윕각도는 블래이드 허브에서는 0.0°, 블래이드 팁에서는 38.0°로 블래이드 허브에서 블래이드 팁까지 2차 포물선 형태로 분포된다.

Description

냉장고용 사류팬

본 발명은 사이드 바이 사이드(Side By Side) 타입의 냉장고에서 증발기로부터 흡입한 냉기를 냉동실과 냉장실에 공급하는 냉기공급용 팬에 관한 것으로서, 특히, 축류와 와류의 중간 단계라고 할 수 있는 사류를 발생시키기 위하여 블래이드의 개수가 4개이고 팬의 내외경비가 0.2∼0.3이며 블래이드의 스윕각도, 피치각도, 캠버량이 각각 비교적 크게 형성된 구조를 구비한 냉장고용 사류팬에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 사이드 바이 사이드 타입 냉장고의 구조가 도시된 구성도이고, 도 2는 일반적인 냉기공급용 팬의 장착구조가 도시된 구성도이고, 도 3은 일반적인 사이드 바이 사이드 타입 냉장고에서 냉동실과 냉장실의 냉기 유로가 각각 도시된 구성도로서, (a)는 냉동실의 냉기 유로가 도시된 측면도, (b)는 냉동실과 냉장실의 냉기유로가 입체적으로 도시된 구성도, (c)는 냉장실의 냉기 유로가 도시된 측면도이다.

일반적인 사이드 바이 사이드 타입의 냉장고는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상하 방향으로 길게 형성된 냉동실(10)과, 상기 냉동실(10)의 측면에 결합되고 상하 방향으로 길게 형성된 냉장실(20)과, 상기 냉동실(10)의 상단에 설치되어 냉매와의 열교환을 통해 냉기를 제공하는 증발기(도 3의 11)와, 상기 증발기(11)로부터 제공된 냉기를 흡입하여 상기 냉동실(10)과 냉장실(20)로 공급하는 냉기공급용 팬 (13)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 냉기공급용 팬(13)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 구동모터(15)의 회전축에 고정되어 상기 구동모터(15)의 구동여부에 따라 작동되고, 그 전방에는 그릴팬(16)이 설치되어 상기 냉기공급용 팬(13)에 의하여 상기 그릴팬(16)을 통해 흡입된 냉기가 냉동실(10)과 냉장실(20)로 제공되도록 되어 있다.

또한, 상기 냉기공급용 팬(13)의 외측에는 냉기공급용 팬(13)의 블래이드를 보호하기 위한 쉬라우드(Shroud; 17)가 설치되어 있다.

상기와 같이 구성된 사이드 바이 사이드 타입 냉장고에서는, 먼저, 증발기 (11)에서 냉매와의 열교환을 통해 냉기가 형성되면 구동모터(15)에 의해 냉기공급용 팬(13)이 작동된다. 상기 냉기공급용 팬(13)은 증발기(11)에서 제공된 냉기를 흡입하여 그릴팬(16) 측으로 공급하고, 상기 그릴팬(16)을 통과한 냉기는 냉동실 (10)과 냉장실(20)로 제공되어 도 3에 도시된 바와 같이 상기 냉동실(10)과 냉장실 (20)의 각 부분을 순환한 후에 냉장고의 하단에 형성된 유로를 따라 다시 상기 증발기(11)로 공급된다. 이후, 상기한 과정이 계속적으로 반복되면서 냉동실(10)과 냉장실(20)의 온도분포가 저온으로 유지되게 된다.

상기와 같은 사이드 바이 사이드 타입의 냉장고에서 냉동실(10)과 냉장실 (20)로 냉기를 공급하기 위한 냉기공급용 팬(13)에 종래에는 보통 축류팬을 사용하여 왔다. 그러나, 상기한 축류팬은 탑 마운트(Top Mount) 타입의 냉장고에는 적당 하지만, 탑 마운트 타입 냉장고에 비하여 대용량인 사이드 바이 사이드 타입의 냉장고에는 부적합하다. 이는 사이드 바이 사이드 타입의 냉장고는 냉동실(10)과 냉장실(20)의 시스템 정압이 높아 상기한 축류팬보다 고정압의 팬을 필요로 하기 때문이다.

여기에서, 종래의 축류팬은 대부분 블래이드 개수가 3개이고, 팬외경(Fan Blade Tip)이 98∼132㎜이며, 블래이드의 스윕각도가 0∼32°이고, 피치각도는 32∼35°이며, 캠버량은 3∼9% 이고, 그 내외경비는 0.23으로 형성된다.

이와 같이, 종래의 축류팬은 스윕각도(Sweep Angle)와 피치각도(Pitch Angle), 그리고, 캠버량(Camber, %)이 비교적 작은 경향을 갖고 있다.

그런데, 상기한 스윕각도가 작으면 작동 소음이 크게 증가되고, 상기한 피치각도가 작으면 블래이드의 폭이 작아 많은 양의 공기를 흡입하는데 부적합하며, 상기한 캠버량이 작으면 축류팬과 쉬라우드를 통과하는 유체의 정압을 효율적으로 상승시킬 수 없어 팬회전수를 증가시켜야 한다.

따라서, 사이드 바이 사이드 타입의 냉장고에서 요구하는 고정압의 시스템에 부합시키기 위해서는 냉장고의 시스템 저항을 낮은 회전수에서 극복함으로써 요구된 풍량을 만족하면서 저소음을 실현시킬 수 있는 구조의 냉기공급용 팬(13)이 필요하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 축류와 와류의 중간 단계라고 할 수 있는 사류를 발생시키기 위하여 블래이드의 개수가 4개이고 팬의 내외경비가 0.2∼0.3이며 상기 블래이드의 스윕각도, 피치각도, 캠버량이 각각 비교적 크게 형성된 구조를 구비함으로써 냉장고의 시스템 저항을 낮은 회전수에서 극복하여 요구된 풍량을 만족하면서 저소음을 실현시킬 수 있도록 하는 냉장고용 사류팬을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 사이드 바이 사이드 타입 냉장고의 구조가 도시된 구성도,

도 2는 일반적인 냉기공급용 팬의 장착구조가 도시된 구성도,

도 3은 일반적인 사이드 바이 사이드 타입 냉장고에서 냉동실과 냉장실의 냉기 유로가 각각 도시된 구성도로서,

(a)는 냉동실의 냉기 유로가 도시된 측면도,

(b)는 냉동실과 냉장실의 냉기유로가 입체적으로 도시된 구성도,

(c)는 냉장실의 냉기 유로가 도시된 측면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 냉장고용 사류팬이 도시된 정면도 및 측면도,

도 5는 본 발명에 따른 냉장고용 사류팬의 블래이드가 도시된 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

51 : 허브 55 : 블래이드

ID : 안지름 OD : 바깥지름

HA : 허브경사각 FD : 블래이드 앞전거리

RD : 블래이드 뒷전거리 CP : 최대 캠버 위치

ψ : 피치각도 θ : 스윕각도

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 특징에 따르면, 모터축이 연결되는 허브와, 상기 허브에 설치된 복수개의 블래이드를 포함하되; 상기 블래이드의 개수는 4개이고, 안지름과 바깥지름의 비(比)인 내외경비는 0.2∼0.3인 냉장고용 사류팬이 제공된다.

또한, 본 발명의 제 2 특징에 따르면, 상기한 바깥지름은 135±1㎜이고, 안지름은 30±1㎜이고, 허브경사각은 20±0.5°이고, 블래이드 앞전거리는 (26.0∼26.5)±1㎜이고, 블래이드 뒷전거리는 (23.0∼23.5)±1㎜이다.

또한, 본 발명의 제 3 특징에 따르면, 상기 블래이드의 최대 캠버 위치는 0.68∼0.73으로 블래이드 허브에서 블래이드 팁까지 일정하게 분포되고, 최대 캠버율은 블래이드 허브에서는 7.5∼8.0%, 블래이드 팁에서는 13.5∼14.0%로 블래이드 허브에서 블래이드 팁까지 선형적으로 분포된다.

또한, 본 발명의 제 4 특징에 따르면, 상기 블래이드의 피치각도는 블래이드 허브에서는 44.0°∼45.0°, 블래이드 팁에서는 31.0°∼32.0°로 블래이드 허브에서 블래이드 팁까지 선형적으로 분포된다.

또한, 본 발명의 제 5 특징에 따르면, 상기 블래이드의 스윕각도는 블래이드 허브에서는 0.0°, 블래이드 팁에서는 38.0°로 블래이드 허브에서 블래이드 팁까지 2차 포물선 형태로 분포된다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 냉장고의 시스템 저항을 낮은 회전수에서 극복하여 요구된 풍량을 만족하면서 저소음을 실현시킬 수 있는 이점이 있다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 냉장고용 사류팬이 도시된 정면도 및 측면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 냉장고용 사류팬의 블래이드가 도시된 단면도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 냉장고용 사류팬은 모터축이 연결되는 허브(51)와, 상기 허브(51)에 설치된 복수개의 블래이드(55)를 포함하는 바, 상기 블래이드(55)의 개수는 4개이고, 안지름(ID)과 바깥지름(OD)의 비(比)인 내외경비는 0.2∼0.3이다. 여기서, 상기한 안지름(ID)은 상기 허브(51)의 입구측 지름과 동일하다.

더 상세하게는, 본 발명에 의한 냉장고용 사류팬의 바깥지름(OD)은 135±1㎜이고, 안지름(ID)은 30±1㎜이며, 내외경비는 0.233이다. 또한, 상기 허브(51)의 측면이 임의의 방향에서 회전축인 Z축과 이루는 허브경사각(HA)은 20±0.5°이고, 블래이드 앞전거리(FD)는 (26.0∼26.5)±1㎜이며, 블래이드 뒷전거리(RD)는 (23.0∼23.5)±1㎜이다. 여기서, 상기한 블래이드 앞전거리(FD)와 블래이드 뒷전거리 (RD)는 블래이드 데이터의 중심점에서 최대 블래이드 리딩에지(RE)와 최대 블래이드 트레일링에지(TE)까지의 회전축, 즉 Z축 상의 거리를 의미한다.

또한, 상기 블래이드(55)에서의 최대 캠버 위치(CP)는 0.68∼0.73으로 블래이드 허브(BH)에서 블래이드 팁(BT)까지 일정하게 분포되어 있으며, 최대 캠버율은 블래이드 허브(BH)에서는 7.5∼8.0%, 블래이드 팁(BT)에서는 13.5∼14.0%로 블래이드 허브(BH)에서 블래이드 팁(BT)까지 선형적으로 분포되어 있다.

여기서, 상기한 최대 캠버 위치(CP)는 블래이드 리딩에지(RE)와 블래이드 트레일링에지(TE)를 연결한 직선으로부터 블래이드(55)가 가장 멀리 떨어진 지점의 위치이고, 이때의 직선과 블래이드(55) 사이의 거리가 최대 캠버(C)이다. 상기한 최대 캠버율은 최대 캠버(C)와 코드길이(CL)의 비를 백분율로 나타낸 것이고, 상기 코드길이(CL)는 블래이드 리딩에지(RE)와 블래이드 트레일링에지(TE)를 연결한 직선 상의 거리이다.

또한, 상기 블래이드(55)의 피치각도(ψ)는 블래이드 허브(BH)에서는 44.0°∼45.0°, 블래이드 팁(BT)에서는 31.0°∼32.0°로 블래이드 허브(BH)에서 블래이드 팁(BT)까지 선형적으로 분포되어 있다. 여기서, 상기 피치각도(ψ)는 블래이드 리딩에지(RE)와 블래이드 트레일링에지(TE)를 연결한 직선이 X축과 이루는 각을 나타낸다. 즉, 상기 피치각도(ψ)는 블래이드(55)가 회전축인 Z축에 수직인 평면과 얼마나 경사지게 형성되는가를 의미한다.

또한, 상기 블래이드(55)의 스윕각도(θ)는 블래이드 허브(BH)에서는 0.0°, 블래이드 팁(BT)에서는 38.0°로 블래이드 허브(BH)에서 블래이드 팁(BT)까지 2차 포물선 형태로 분포되어 있다. 여기서, 상기 스윕각도(θ)는 블래이드 허브(BH)의 중심을 Y축에 일치시킨 후 상기 블래이드 허브(BH)의 중심과 블래이드 팁(BT)의 중심을 서로 연결한 직선이 Y축과 이루는 각을 나타낸다. 즉, 상기 스윕각도(θ)는 블래이드(55)가 앞쪽으로 얼마나 치우치게 형성되는가를 의미한다.

이와 같이, 상기한 스윕각도(θ), 피치각도(ψ), 캠버량이 비교적 크게 형성되면 팬의 작동 소음이 크게 줄어들고, 블래이드 폭(BD)이 넓어져 흡입할 수 있는 공기량이 증가되며, 팬과 쉬라우드를 통과하는 유체의 정압을 효과적으로 상승시킬수 있게 되어 팬의 회전수가 감소되게 된다.

또한, 상기 블래이드(55) 사이의 간격은 ㉠, ㉡, ㉢, ㉣ 위치에 따라 각각 6.0㎜, 15.0㎜, 13.0㎜, 27.0㎜가 되도록 분포되어 있다. 이때, 상기 블래이드(55)에서 블래이드 허브(BH)의 위치를 0, 블래이드 팁(BT)의 위치를 1이라고 하면 상기 블래이드 허브(BH)에서의 블래이드(55) 간의 간격은 6.0±1㎜이고, 상기 블래이드 (55)의 0∼0.75구간에서는 블래이드(55) 간의 간격을 6.0±1㎜에서 15.0±1㎜까지 2차 포물선 형태로 증가시키며, 상기 블래이드(55)의 0.75∼0.97구간에서는 블래이드(55) 간의 간격을 15.0±1㎜에서 13.0±1㎜까지 2차 포물선 형태로 감소시킨다. 마지막으로, 상기 블래이드 팁(BT)을 포함하는 0.97∼1.0구간에서는 13.0±1㎜에서 27.0±1㎜까지 3차 포물선 형태로 증가시킨다.

간단히 말하면, 상기 블래이드(55) 사이의 간격 중 15.0㎜와 13.0㎜인 부분은 각각 블래이드 허브(BH)에서 블래이드 팁(BT)까지의 사이에서 각각 0.75와 0.97인 부분에 위치되어 있다. 이때, 상기한 각 구간의 경계점인 0.75와 0.97에서의 미분도함수는 0이며, 각각의 구간 내에서의 블래이드(55) 간의 간격 분포는 2차 및 3차 포물선을 사용하고 있다.

상기와 같은 치수 분포를 갖는 본 발명에 따른 냉장고용 사류팬의 가장 바람직한 형태는, 블래이드(55)의 개수가 4개인 것으로서, 바깥지름(OD)이 135㎜, 안지름(ID)이 30㎜, 허브경사각(HA)이 20°, 블래이드 앞전거리(FD)가 26.4±1㎜, 블래이드 뒷전거리(RD)가 23.1±1㎜인 것이다. 또한, 상기 블래이드(55)의 최대 캠버 위치(CP)는 0.7로 블래이드 허브(BH)에서 블래이드 팁(BT)까지 일정하게 분포되고,최대 캠버율은 블래이드 허브(BH)에서 7.82%, 블래이드 팁(BT)에서 13.82%로 블래이드 허브(BH)에서 블래이드 팁(BT)까지 선형적인 분포를 이루는 것이다. 또한, 상기 블래이드(55)의 스윕각도(θ)는 블래이드 허브(BH)에서 0°, 블래이드 팁(BT)에서 38.0°로 블래이드 허브(BH)에서 블래이드 팁(BT)까지 2차 포물선 분포를 이루고, 피치각도(ψ)는 블래이드 허브(BH)에서 44.37°, 블래이드 팁(BT)에서 31.37°로 블래이드 허브(BH)에서 블래이드 팁(BT)까지 선형적인 분포를 이루는 것으로서, 아래의 표 1에 표기한 블래이드(55)의 경계데이터(Boundary Data)와 동일한 형상으로 구현된 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명의 냉장고용 사류팬은 동급용량의 사이드 바이 사이드 타입 냉장고에 설치한 후 그 소음치를 측정하여 타사제품과 비교해보면 동일냉각 성능에서 타사제품에 비하여 소음이 현저히 저감됨을 알 수 있다.

상기와 같이 구성되고 동작되는 본 발명에 따른 냉장고용 사류팬은, 블래이드(55)의 개수가 4개이고 팬의 내외경비가 0.2∼0.3이며 상기 블래이드(55)의 스윕각도(θ), 피치각도(ψ), 캠버량이 각각 비교적 크게 형성되어 축류와 와류의 중간 단계라고 할 수 있는 사류를 발생시킴으로써 냉장고의 시스템 저항을 낮은 회전수에서 극복하여 요구된 풍량을 만족하면서 저소음을 실현시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims

모터축이 연결되는 허브와, 상기 허브에 설치된 복수개의 블래이드를 포함하되;

상기 블래이드의 개수는 4개이고, 안지름과 바깥지름의 비(比)인 내외경비는 0.2∼0.3인 것을 특징으로 하는 냉장고용 사류팬.
제 1항에 있어서,

상기한 바깥지름은 135±1㎜이고, 안지름은 30±1㎜이고, 허브경사각은 20± 0.5°이고, 블래이드 앞전거리는 (26.0∼26.5)±1㎜이고, 블래이드 뒷전거리는 (23.0∼23.5)±1㎜인 것을 특징으로 하는 냉장고용 사류팬.
제 1항에 있어서,

상기 블래이드의 최대 캠버 위치는 0.68∼0.73으로 블래이드 허브에서 블래이드 팁까지 일정하게 분포되고, 최대 캠버율은 블래이드 허브에서는 7.5∼8.0%, 블래이드 팁에서는 13.5∼14.0%로 블래이드 허브에서 블래이드 팁까지 선형적으로 분포된 것을 특징으로 하는 냉장고용 사류팬.
제 1항에 있어서,

상기 블래이드의 피치각도는 블래이드 허브에서는 44.0°∼45.0°, 블래이드팁에서는 31.0°∼32.0°로 블래이드 허브에서 블래이드 팁까지 선형적으로 분포된 것을 특징으로 하는 냉장고용 사류팬.
제 1항에 있어서,

상기 블래이드의 스윕각도는 블래이드 허브에서는 0.0°, 블래이드 팁에서는 38.0°로 블래이드 허브에서 블래이드 팁까지 2차 포물선 형태로 분포된 것을 특징으로 하는 냉장고용 사류팬.