KR100421392B1

KR100421392B1 - 냉장고의 축류팬

Info

Publication number: KR100421392B1
Application number: KR10-2001-0087462A
Authority: KR
Inventors: 정용규
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2004-03-09
Anticipated expiration: 2021-12-28
Also published as: KR20030057089A

Abstract

본 발명의 냉장고의 축류팬은 모터축이 연결되는 허브(101)와, 그 허브(101)의 외주면에 등간격으로 형성되는 복수개의 날개(102)와, 그 날개(102)의 단부에 형성되어 열교환된 냉기를 원심방향으로 유동되도록 하기 위한 원심유동날개(103)를 포함하되, 그 원심유동날개(103)의 설치위치비는 56~76%, 원심유동날개의 내외경비는 25~45%, 원심유동날개의 높이비는 10~30%가 되도록 설계하여, 냉장고의 기계실에서 열교환기에 의하여 열교환된 냉기가 원심방향으로 유동이 되며 송풍되도록 함으로써, 축류팬의 동작효율이 향상되고, 소음이 저감된다.

Description

냉장고의 축류팬{AXIAL FLOW FAN FOR REFRIGERATOR}

본 발명은 냉장고의 축류팬에 관한 것으로, 특히 날개의 팁에 원심유동날개를 부착하여 효율을 향상시킴과 아울러 소음을 저감시키도록 한 냉장고의 축류팬에 관한 것이다.

도 1과 도 2는 일반적인 냉장고의 구조를 보인 도면으로, 도시된 바와 같이,

냉장고 본체(1)의 내부에 베리어(2)로 상,하측이 구획되어 상부에는 냉동실(3), 하부에는 냉장실(4)이 마련되어 있고, 그 냉장실(4)과 냉동실(3)의 전면에는 각각의 도어(5)(6)가 개,폐가능하게 결합되어 있다.

그리고, 상기 냉장실(4)의 후위에는 압축기(7)가 설치되어 있고, 냉동실(3)의 후위에는 쉬라우드(8)에 의하여 이격되어 기계실(9)이 마련되어 있으며, 그 기계실(9)의 내부에는 냉기유로(10)을 통하여 흡입된 냉기를 열교환하는 열교환기(11)와, 그 열교환기(11)에서 열교환된 차가운 냉기를 송풍하기 위한 축류팬(12) 및 그 축류팬(12)을 회전시키기 위한 모터(13)가 설치되어 있다.

상기와 같이 구성된 냉장고에서 본체(1)의 내부에 형성된 냉기유로(10)를 통하여 기계실(9)의 내부로 유입되면, 열교환기(11)를 통과하며 냉각되고, 그와 같이 냉각된 냉기는 축류팬(12)에 의하여 냉동실(3)의 내부로 송풍되고 일부는 냉기유로(10)를 통하여 냉장실(4)로 송풍되어 진다.

그러나, 냉장고는 상술한 바와 같이 냉기유로(10)가 매우길고 복잡하게 형성되어 있기 때문에 유로저항이 매우크게 발생되고, 냉동실(3)과 냉장실(4)은 설치위치의 차이에 따라 서로 다른 유로저항이 발생되는데, 축류팬(12) 1개를 사용하여야 하는 특성상 소음과 효율이 유리한 저정압 시스템환경에서 운전되어야 함에도 불구하고, 충분한 냉기확보를 위하여 높은 유로저항하에서 운전되고 있어서 소음발생 및 효율저하를 초래하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 냉장고의 기계실로 유입되어 열교환기에서 열교환된 냉기를 원심방향으로 유동이되어 송풍되도록 함으로써 냉장고의 소음을 저감시킴과 아울러 운전효율을 향상시키도록 하는데 적합한 냉장고의 축류팬을 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 냉장고의 구조를 보인 종단면도.

도 2는 도 1의 정면도.

도 3은 종래 냉장고의 축류팬을 보인 정면도.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 냉장고의 축류팬를 보인 정면도.

도 5는 도 4의 저면도.

도 6은 본 발명에서 원심유동날개의 설계인자를 보인 표.

도 7은 종래의 축류팬과 터보팬 및 본발명의 축류팬의 성능비교 그래프.

도 8은 종래와 본 발명에 따른 축류팬의 소음비교 그래프.

도 9은 본 발명의 다른 실시예를 보인 정면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

101 : 허브 102 : 날개

103 : 원심유동날개

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여

모터축이 연결되는 허브와,

그 허브의 외주면에 등간격으로 형성되는 복수개의 날개와,

그 날개의 단부에 형성되어 열교환된 냉기를 원심방향으로 유동되도록 하기 위한 원심유동날개를 포함하되, 그 원심유동날개의 설치위치비는 56~76%인 것을 특징으로 하는 냉장고의 축류팬이 제공된다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 냉장고의 축류팬를 보인 정면도이고, 도 5는 도 4의 저면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 모터축이 연결되는 허브(101)와, 그 허브(101)의 외주면에 등간격으로 형성되는 5개의 날개(102)와, 그 날개(102)의 단부에 일체로 형성되어 열교환기에서 열교환된 냉기를 원심방향으로 유동시키는 원심유동날개(103)로 구성되어 있다.

상기와 같은 축류팬(110)에서 상기 원심유동날개(103)는 임의로 지정된 축류팬(110)의 날개(102)의 팁(T:TIP)에 2차원 형상으로 쌓둣이 형성되며, 이때 유동의 흡입방향 끝단을 원심유동날개(103)의 리딩 에지(LE':LEADING EDGE)라 하고, 유동의 토출방향 끝단을 원심유동날개(103)의 트레일링 에지(TE':TRAILING EDGE)라고 한다.

상기와 같은 축류팬(110)구조에서 최적의 조건을 가지기 위하여 원심유동날개(103)의 설치위치비, 원심유동날개(103)의 내외경비, 원심유동날개(103)의 높이비, 원심유동날개(103)의 설치각도 등의 설계인자들이 매우 중요하며, 이러한 중요인자들은 성능에 상당한 영향을 미치므로 설계시 상당히 중요시 하여야 할 부분이다.

상기 원심유동날개(103)의 설치위치비는 축류팬 리딩 에지(LE:LEADING EDGE)의 -Z방향의 최대위치로 부터 원심유동날개(103)의 리딩 에지(LE')까지 거리(TP)를 축류팬 높이(FH)로 나누어서 백분율로 표시한 값이다.

상기 원심유동날개(103)의 내외경비는 날개(102)의 팁(T)과 원심유동날개(103)가 접하는 지점으로 부터 축류팬(110) 중심까지의 거리 원심유동날개(103)의 내경(FR)이고, 축류팬(110) 중심으로 부터 원심유동날개(103)의 리딩 에지(LE') 외경까지의 거리를 원심유동날개(103)의 외경이라 할때원심유동날개(103)의 외경에서 내경을 뺀값(TR)을 원심유동날개(103)의 내경(FR)으로 나누고, 이 값을 백분율로 표시한 값이다.

상기 원심유동날개(103)의 높이비는 축류팬 리딩 에지(LE)의 -Z방향 최대위치와 트레일링 에지(TE)의 +Z방향 최대위치사이의 거리가 축류팬(110)의 높이(FH)이며, 원심유동날개(103)의 리딩 에지(LE')에서 트레일링 에지(TE')까지의 Z방향 거리(TH)를 축류팬(110)의 높이(FH)로 나누어서 백분율로 표시한 값이다.

상기 원심유동날개(103)의 설치각도는 축류팬(110)의 중심으로부터 원심유동날개(103)의 리딩 에지(LE')와 축류팬(110)의 팁(T)이 만나는 지점까지 직선을 긋고, 그 직선에 대한 원심유동날개(103)의 코드선(C:CHORD)의 기울기이다. 이때에 축류팬(110)의 회전방향과 설치각도가 같은 방향이면 "+"각도이고, 반대방향이면 "-"각도이다.

도 6은 본 발명에서 원심유동날개의 설계인자를 보인 표로서, 표에 나타난 바와 같이, 각각의 설계인자마다 실용성을 감안하여 3가지 수준으로 설정하고, 각각의 인자가 서로다른 수준으로 조합되도록 실험계획을 수립하여 9개의 인자팬을 제작하였다. 표와 같은 실험결과를 토대로 원심유동날개(103)의 설계인자의 변화에 따른 소음과 풍량의 변화를 측정한 결과, 원심유동날개(103)의 설계인자수준이 아래와 같을때에 최대의 풍량과 최저의 소음이 나온다는 결과를 얻었다.

1)원심유동날개의 설치위치비:3수준(56~76%)

2)원심유동날개의 내외경비:2수준(25~45%)

3)원심유동날개의 높이비:1수준(10~30%)

도 7은 종래의 축류팬과 터보팬 및 본 발명에서 원심유동날개가 설치된 축류팬의 성능비교 그래프를 보인 것으로, 종래의 축류팬은 (a)의 그래프에서와 같이 압력의 변화(ΔP)에 따라서 풍량의 차이(ΔQ)가 크게 발생한다. 또한 터보팬은 높은 유로저항에는 유리하지만 급속냉각과 같이 많은 풍량을 필요로 할때에 (b)의 그래프에서 나타난 것과 같이 부적합하다. 그러나 본 발명의 원심유동날개(103)가 설치된 축류팬(110)은 (c)의 그래프에 나탄난 것과 같이 종래의 축류팬과 터보팬의 장점만 복합된 것으로 냉장고와 같은 유로구조에 정합하도록 설계되어 있음을 알 수 있다.

도 8은 종래와 본 발명에 따른 축류팬을 냉장고에 설치한 후 소음을 비교하여 보인 그래프로서, 그래프에 나타난 것과 같이 종래의 축류팬에 비하여 본 발명의 축류팬을 설치하였을때 동일한 풍량의 조건에서 약 2.8 dB(A)의 소음저감효과가 있었다. 또한, 소비전력이 동일한 BLDC모터를 사용한 경우에 0.5W 저감되었다.

도 9은 본 발명의 다른 실시예를 보인 정면도로서, 도시된 바와 같이, 허브(101)의 외주면에 등간격으로 형성되는 7개의 날개(102)가 형성되어 있고, 그 각각의 날개(102)에 원심유동날개(103)가 형성된 상태를 보인 것으로, 도 4의 일실시예와 차이점이 있다면 날개(102) 수의 차이이나, 이는 설계자의 의도에 따라 날개의 4개, 5개, 7개 등 다양한 갯수로 선정하여 설계하는 것이 가능할 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 냉장고의 축류팬은 허브의 외주면에 복수개의 날개를 설치하되, 그 날개의 팁에 열교환기에서 냉각된 냉기를 원심방향으로 유동시키기 위한 원심유동날개를 형성하되, 최적의 설계조건을 가지도록 설계하여, 냉장고의 기계실에서 열교환기에 의하여 열교환된 냉기가 원심방향으로 유동이 되며 송풍되도록 함으로써, 축류팬의 동작효율이 향상될뿐 아니라, 소음이 저감되는 효과가 있다.

Claims

모터축이 연결되는 허브와,

상기 허브의 외주면에 등간격으로 형성되는 복수개의 날개와,

그 날개의 단부에 형성되어 열교환된 냉기를 원심방향으로 유동되도록 하기 위한 원심유동날개를 포함하되, 그 원심유동날개의 설치위치비는 56~76%인 것을 특징으로 하는 냉장고의 축류팬.
제 1항에 있어서, 상기 원심유동날개의 내외경비는 25~45%, 원심유동날개의 높이비는 10~30%인 것을 특징으로 하는 냉장고의 축류팬.