JP2002266796A - 冷蔵庫の凝縮機用軸流ファン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】冷蔵庫の凝縮機用軸流ファンのブレード表面に
発生する空気流動の剥離区間が大きいこと、スイーブ角
と最大キャンバー量の特性から生じる流動騒音を低減さ
せること。 【解決手段】冷蔵庫の凝縮機用軸流ファンにおいて、效
率を高めて騒音を減少させるためにブレード２０２の個
数は３個であり、ハブ２０１の直径と軸流ファンの外径
との比率が百分率で２３.３±５％で、ブレードの幅と
外径との比率が百分率で３６.６±３％となるようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は冷蔵庫に関し、特に
流動騒音を減少した冷蔵庫の凝縮機用軸流ファンに関す
る。

【従来の技術】一般的に冷蔵庫は食品等を冷凍または冷
蔵保管するために用いられ、その内部に冷凍室及び冷蔵
室で分離した収納空間を形成するケース及び前記ケース
の一つの側に装着されて冷凍室及び冷蔵室を開閉する上
下ドアと、圧縮機の凝縮機及び蒸発機などのように冷凍
サイクルを成して冷凍室及び冷蔵室の温度を低めるため
の器機等を含んで構成されている。

【０００２】このような冷蔵庫では圧縮機によって低温
低圧の気相冷媒が高温高圧に圧縮されて、圧縮された高
温高圧の気相冷媒が凝縮機を通過する過程で冷却され凝
縮して高圧の液相に変化する。そして、高圧の液体状態
に変化した冷媒は毛細管を通過する際、その温度及び圧
力が低くなった後、続いて蒸発機で低温低圧の気体状態
に変わる間、周囲から熱を奪ってその周囲の空気を冷却
する。蒸発機を通過して冷却された空気は送風ファンの
作動で冷凍室及び冷蔵室で流入循環されることで冷凍室
及び冷蔵室の温度が低くなるようになる。

【０００３】そして、図１に示すように前記凝縮機（１
０）と圧縮機（１２）はケース外部下端のいわゆる機械
室に設置されて、一つの側には凝縮機（１０）に流入さ
れた冷媒の熱を效果的に冷やすために機械室で外部空気
を吸いこんで凝縮機（１０）側で流動させる送風ファン
集成体が具備されている。

【０００４】前記送風ファン集成体は軸流ファン（２
０）及び軸流ファン（２０）を駆動するためのモーター
（２２）を具備して成り、軸流ファン（２０）はモータ
ー（２２）の回転軸にれけつされるハブ（２０１）及び
前記ハブ（２０１）の外周面に具備された複数のブレー
ド（２０２）を具備して構成されている（図２参照）。

【０００５】前記送風ファン集成体によれば、軸流ファ
ン（２０）がモーター（２２）の作動によって回転し
て、これに従ってブレード（２０２）の前後面に圧力差
が発生し、この圧力差によって外部の空気が機械室に流
入された後、凝縮機（１０）側に流動される。

【０００６】このような軸流ファン（２０）の送風特性
を決める特性因子はスイープ角(sweep angle)、最大キ
ャンバー量、ブレード（２０２）などがあるが、ここ
に、スイープ角は、図２（ａ）に示すようにブレードの
（２０２）の内側縁部の中心、すなわちブレード（２０
２）がハブ（２０１）と接する部分の中心と、ブレード
（２０２）の外側縁部の（チップ）中心点を連結する直
線が、前記ブレード（２０２）の内側団の中心点及びハ
ブ（２０１）の中心点を通過する線（Ｙ軸）と成す角
（ａ）と定義する。

【０００７】そして、図２（ｂ）に示すように最大キャ
ンバー量（ｐ）はブレード（２０２）の前縁(leading e
dge)（Ｌ.Ｅ）と後縁(Trailing edge)（Ｔ.Ｅ）を結ぶ
線(chord)と最大キャンバー位置（Ｐ）との間の直線長
さを意味する。

【０００８】スイープ角（ａ）は軸流ファン（２０）の
流動騒音を決める因子であって、スイープ角（ａ）が大
きい場合にはハブ（２０１）とブレード（２０２）のチ
ップとの間での空気流動位相差が大きくなって、スイー
プ角（ａ）が小さな場合には空気流動位相差が小さくな
る。

【０００９】一例として、ブレードの個数と送風量が等
しい２つの軸流ファンを比較すると、図３（ａ）に示す
スイープ角が３０゜のブレードでは約２３゜回転する間
に空気流動がブレードを通過し、図３ｂに示すようにス
イープ角（ａ）が６０゜のブレードでは約４９゜回転す
る間に空気流動がブレードを通過することができる。す
なわち、ブレードの外側縁部（チップ）を通過する空気
流動とブレードの内側縁部を通過する空気流動との位相
差はスイープ角（ａ）に従って各々２３゜、４９゜とす
ることができる。

【００１０】一方、流路が複雑ではなく流路抵抗が小さ
な機械室の構造上、送風ファン集成体に適用される軸流
ファン（２０）は、送風圧力が高い構造よりは送風圧力
が低くとも騒音が小さな構造であることが有利である。
しかし、従来の送風ファン集成体に適用される軸流ファ
ン（２０）はブレード（２０２）の間の空間が狭く、ス
イープ角（ａ）が小さいく、キャンバー量が大きい３つ
のブレード（２０２）を有した構造となっている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このような空気流動の
位相差によってブレード（２０２）の外側縁部で発生す
る騒音と内側縁部で発生する騒音にも位相差が発生し、
このような位相差が大きいほどブレードの通過周波数が
減少される。

【００１２】最大キャンバー量（ｐ）はブレード（２０
２）の上面及び下面の圧力差を決める因子として、最大
キャンバー量（ｐ）が大きくなると、上面及び下面の圧
力差が増加することで、結果的にブレードの通過周波数
が増加する。

【００１３】ブレード（２０２）の間の空間が狭いとい
うことは、結局、ブレード（２０２）の大きさが大きい
というのなので、ブレード（２０２）の表面で発生する
空気流動の剥離区間と圧力変動区間が大きく、このよう
な空気流動の薄利区間形成と圧力変動は流動騒音を増加
させる原因になる。また、スイープ角（ａ）が小さく
て、最大キャンバー量（ｐ）が大きさのため前記に説明
したスイープ角（ａ）及び最大キャンバー量の特性によ
って流動騒音が大きくなる。よって、従来技術の冷蔵庫
の凝縮機用軸流ファンによれば、流動騒音の大きさのた
め冷蔵庫の商品性が低下する問題がある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した従来
技術の問題点を解決するために、３つのブレードを有
し、ハブの直径と軸流ファンの外径との比率が百分率で
２３.３±５％で、ブレードの幅と外径との比率を百分
率で３６.６±３％にする冷蔵庫の凝縮機用軸流ファン
を提供する。

【００１５】本発明の他の特徴によれば、３つのブレー
ドを有し、軸流ファンの内径と外径との比率が２３.０
±５％で、最大キャンバー位置は０.６５としてハブか
らチップまで一定するように分布されて、最大キャンバ
ーはハブから前記最大キャンバー位置まで４.０％〜５.
０％、前記最大キャンバー位置からチップまで５.０〜
６.０％の曲線分布を成す冷蔵庫の凝縮機用軸流ファン
が提供される。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
を詳細に説明する。前記目的を果たすために提供される
冷蔵庫の凝縮機用軸流ファンは、ブレードの個数は３個
であり、ハブの直径と軸流ファンの外径との比率が百分
率で２３.３±５％で、ブレードの幅と外径との比率が
百分率で３６.６±３％となっている。ここで、前記軸
流ファンは外径は１５０±１ｍｍで、ハブの直径は３５
±１ｍｍで、ブレードの幅は５５±１ｍｍとすることが
できる。

【００１７】また、前記ブレードの最大キャンバー位置
は０.６５としてハブからチップまで一定するように分
布されて、最大キャンバーはハブから最大キャンバー位
置まで４.０〜５.０％、最大キャンバー位置からチップ
まで５.０〜６.０％の曲線分布を成して、ブレードのピ
ッチ角はハブからチップまで３６.０゜〜２６.０゜に線
形分布を成して、スイープ角はチップで６７.０゜±５
％とすることができる。

【００１８】以下、本発明の一つの実施形態を図４から
図７を参照して詳細に説明する。本発明の内容の中で従
来構成と同様の構成要素には同じ参照符号を付与する。

【００１９】まず、本発明の一つの実施形態による冷蔵
庫の凝縮機用送風ファンに適用される軸流ファンは、図
４に示すようにブレード（２０２）が３個であり、図４
（ｂ）に示すようにハブの直径（ｄ）とファンの外径
（Ｄ）との比率が百分率で２３.３±５％で、ブレード
の幅（ｂ）とファンの外径（Ｄ）との比率が百分率で３
６.６±３％となっている。

【００２０】ここで、前記軸流ファンの外径（Ｄ）と、
ハブの直径（ｄ）及び、ブレードの幅（ｂ）は、前記比
率を満足することができる寸法として機械室の容積を考
慮して各々１５０±１ｍｍ、３５±１ｍｍ、５５±１ｍ
ｍとすることが望ましい。

【００２１】これは実験結果によって選定されたことと
して、ブレードの個数による流動騒音を比べるために各
々３、５、７、９個のブレードが具備された軸流ファン
に実験した結果、図５に示すようにブレードの個数が３
個及び７個にする軸流ファンの流動騒音が一番小さいこ
とが分かる。

【００２２】そして、ブレードの個数が３個のファン
と、７個のファンとを比較すると、作動騒音の増加率
（グラフの傾斜）はブレードの個数が３個のファンがも
っと緩くて製作便利性も高いので、ブレードの個数が３
個のファンが技能及び製作条件上最も優秀だということ
が分かる。

【００２３】ブレードの幅（ｂ）は、やはり冷蔵庫の機
械室の軸流ファンの軸方向に密閉された流路で流動騒音
を決める重要な因子として、実験結果である図６に示す
ように軸流ファンの外径（Ｄ）に対するブレードの幅
（ｂ）の比率が３６.６％である場合に流動騒音が一番
小さいことが分かる。

【００２４】また、本発明の一つの実施形態によれば軸
流ファンはブレード（２０２）の最大キャンバー位置
（Ｐ）が０.６５としてハブ（２０１）からチップまで
一定するように分布されて、最大キャンバー（ＭＣ）は
ハブ（２０１）から最大キャンバー位置（Ｐ）まで４.
０〜５.０％、最大キャンバー位置（Ｐ）からチップま
で５.０〜６.０％の曲線分布を成して、ピッチ角（β）
はハブ（２０１）からブレード（２０２）のチップまで
３６.０゜〜２６.０゜に線形分布を成して、スイープ角
（ａ）はチップで６７.０゜±５％となっている。

【００２５】本実施形態によれば、図７に示すように、
従来軸流ファンと等しい風量を発生する条件下で、ファ
ンの回転速度が５０ｒｐｍ程度増加したが、騒音は２ｄ
Ｂ程度減少された。

【００２６】以上説明したように、本発明による冷蔵庫
の凝縮機用送風ファンによれば、軸流ファンを構成する
ブレードの個数、ブレードの最大キャンバー、軸流ファ
ンの外径に対するブレードの幅の比率などのような因子
特性上、流動騒音及びブレード通過周波数が減少されて
冷蔵庫の商品性向上に役に立つ利点がある。

【００２７】以下、添付図面及び表を参照して、本発明
の他の実施形態による冷蔵庫用軸流ファンを詳細に説明
する。図５に示すように、軸流ファンで発生する騒音は
同一風量でブレードの個数に反比例することを分かる。
これは、流路抵抗を乗り越えるのに一番重要な因子とな
るブレードの個数の増加が送風騒音の増加に重要な因子
となることを意味している。

【００２８】よって、風量があまり減らない包囲内で
は、ブレードの個数が少ない軸流ファンを適用すること
が騒音を低減する側面から望ましい。図８はピッチ角の
変化による軸流ファンの騒音変化を示したグラフであ
り、縦軸は音圧、横軸はピッチ角（pitch angle）を各
々示しており、図５の結果を基にブレードの個数が３個
の軸流ファンに対して実験した結果である。

【００２９】図８に示すピッチ角はチップ部分での値
で、ピッチ角の増加と共に騒音が減少し、前記ピッチ角
が一定範囲を逸脱して増加する場合、騒音がまた増加す
る傾向を呈している。この時、騒音が一番小さくなるピ
ッチ角の包囲は２０゜〜２５゜である。

【００３０】図９はスイープ角の変化による軸流ファン
の騒音変化を示したグラフであり、縦軸は音圧を、横軸
はブレードチップでのスイープ角(sweep angle)を示し
ている。

【００３１】前記スイープ角はブレードが回転方向に傾
いた程度を示し、ハブからブレードまでの重点とチップ
からブレードまでの重点とを連結した仮想の線が回転軸
と垂直である線と成す角を意味する。このようなスイー
プ角はファンの低騒音化のためのことで、ハブでは０
で、チップでは一定関数によって所定の値を持つ。

【００３２】図９に示すように、前記スイープ角がチッ
プで６９゜〜７２゜である場合に騒音が最小となる。一
方、上述したブレードの個数、ピッチ角及びスイープ角
に対する騒音の変化に基づいて騒音を最小化することが
できる。

【００３３】本発明の他の実施形態による最適の冷蔵庫
用軸流ファンを説明する。本発明の他の実施形態による
冷蔵庫用軸流ファン（２０）は、図４（ａ）及び図４
（ｂ）の実施形態と同様に、モーターの回転軸に結合さ
れるハブ（２０１）と、前記ハブの外周面に放射方向に
形成され、ファンの回転により空気を送風させる３個の
ブレード（２０２）を具備している。

【００３４】前記ブレード（２０２）は空気流動を起こ
す要素として、ブレードの３次元的な形状は、軸流ファ
ンの流動特性を決める様々な因子に依存している。本発
明の他の実施形態による軸流ファンのハブの直径（ｄ）
とファンの外径（Ｄ）との比率は２３.０±５％であ
り、一例としてで前記軸流ファンの外径（Ｄ）は１１０
±１ｍｍで、ハブの直径（ｄ）は２５±１ｍｍで、軸流
ファンのブレードの幅（ｂ）は３６.０±１ｍｍとする
ことができる。

【００３５】本発明の他の実施形態による軸流ファン
（２０）の最大キャンバー位置（Ｐ）は０.６５でハブ
（２１）からチップまで一定するように分布されて、最
大キャンバー（ＭＣ）はハブ（２１）から前記最大キャ
ンバー位置（Ｐ）まで４.０〜５.０％、前記最大キャン
バー位置（Ｐ）からチップまで５.０〜６.０％の曲線分
布を成す。

【００３６】そして、前記軸流ファンのピッチ角（β）
はハブ（２０１）からチップまで３５.０゜〜２４.０゜
の線形的な分布を成す。この時、前記チップのピッチ角
（β）は図４の結果によって騒音が最小化される２０゜
〜２５゜の包囲の中で最適の値が選択されている。

【００３７】本発明の他の実施形態による軸流ファンの
スイープ角（α）はチップで７２.０゜±１０％の値を
持つ。これは図５の結果によって騒音が最小化になる６
９゜〜７２゜の範囲を満足させるように設定した。すな
わち、前記軸流ファン（２０）は従来の軸流ファンのス
イープ角よりずっと大きいスイープ角（α）を持つによ
って、前記軸流ファン（２０）の後方に位置する凝縮機
を含めて他の部品との流動干渉を最小化することができ
て、これによる騒音を著しく減少させることができる。

【００３８】このように構成された軸流ファン（２０）
は、時計方向または反時計方向の回転方向を持つことが
できる。一方、前記軸流ファンを構成するブレード（２
０２）の境界値(boundary data)を図面及び表を参照し
て説明する。

【００３９】図１０はブレードの境界を１６０個の領域
で分けて説明するための本発明による冷蔵庫用軸流ファ
ンの断面図として、前記ブレード（２０２）の境界を１
６０個の領域で分けた後、角領域の位置をＸ、Ｙ及びＺ
の３個の座標で表示して３次元的な形状を示したのであ
る。

【００４０】図１０によれば、前記ブレード（２０２）
はハブ側の前（１）からハブ側の後（４１）、チップ側
の後（８１）、チップ側の前（１２１）、またハブ側の
前（１６１）まで、時計方向で回りながら１６０個の領
域に分割されて、各領域の座標は下表のようになってい
る。Ｘ座標とＹ座標は各々横軸及び縦軸を示し、Ｚ座標
は回転軸を示しており、各領域の境界値はｍｍ単位であ
る。

【００４１】

【表４】

【表５】

【表６】

【００４２】本発明の他の実施形態による軸流ファンと
従来の軸流ファンとを等しい風量で騒音の発生程度を比
較する。図１１は本発明の他の実施形態による軸流ファ
ン及び従来の軸流ファンのモデル別騒音変化を示したグ
ラフであり、縦軸は音圧、横軸は流動度を示している。
本発明の他の実施形態による軸流ファン及び従来の軸流
ファンは１４０リットル、３６０リットル、４２０リッ
トル、５００リットルの各容量別で比べることができ
る。

【００４３】図１１を参照すると、先に１４０リットル
の場合同一風量で本発明の他の実施形態による軸流ファ
ンの騒音より約４.１４ｄＢ程度に底さが分かる。そし
て、３６０リットルの場合には同一風量で本発明の他の
実施形態による軸流ファンの騒音が従来の軸流ファンの
騒音より約２.３５ｄＢ程度低く、４２０リットルの場
合には約２.５４ｄＢ程度低くて、５００リットルの場
合には約２.５５ｄＢ程度低い。

【００４４】本発明の他の実施形態による軸流ファンは
従来の軸流ファンよりモデル別で少しの差はあるが、等
しい風量を得るのにあって平均的に２.５ｄＢ以上の騒
音を減らすことができる。この時、本発明の他の実施形
態による軸流ファンの回転数は従来の軸流ファンの回転
数より約１００ｒｐｍ程度低くなって、これは等しい風
量を低速回転で果たすことができて、結局效率が向上す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般的な冷蔵庫の機械室構造を示した概略図。

【図２】一般的な送風ファン集成体を構成する軸流ファ
ンの特性因子を示した図であり、（ａ）は平面図、
（ｂ）は側面図である。

【図３】軸流ファンの特性因子の中でスイープ角による
空気流動の位相差を示したグラフである。

【図４】本発明による凝縮機用軸流ファンの特性因子を
示した図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図であ
る。

【図５】本発明による軸流ファンの特性因子の中でブレ
ードの個数による騒音変化を示したグラフである。

【図６】本発明による軸流ファンの特性因子の中でブレ
ードの幅による騒音変化を示したグラフである。

【図７】本発明による軸流ファン及び従来技術の軸流フ
ァンの騒音スペクトラムを示したグラフである。

【図８】ピッチ角の変化による軸流ファンの騒音変化を
示したグラフである。

【図９】スイープ角の変化による軸流ファンの騒音変化
を示したグラフである。

【図１０】ブレードの境界を１６０個の領域で分けて説
明した本発明による冷蔵庫用軸流ファンの断面図であ
る。

【図１１】本発明による軸流ファン及び従来の軸流ファ
ンのモデル別騒音変化を示したグラフである。

【符号の説明】

１０…凝縮機 １２…圧縮機 ２０…軸流ファン ２２…モーター ２０１…ハブ ２０２…ブレード α…スイープ角 β…ピッチ角 Ｐ…最大キャンバー位置 ｐ…最大キャンバー量 Ｄ…ファンの外径 ｄ…ハブの直径 Ｂ…ブレードの幅 ＭＣ…最大キャンバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベク スン チョ 大韓民国，ギュンギ−ド，クヮンミュン− シ，ハーンル−ドン 702，チューオン アパートメント 506−1401 Ｆターム(参考） 3H033 AA02 AA13 BB08 CC02 DD04 DD06 DD12 EE06

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ３つのブレードを有し、ハブの直径と軸
   流ファンの外径との比率が百分率で２３.３±５％で、
   ブレードの幅と外径との比率が百分率で３６.６±３％
   にすることを特徴とした冷蔵庫の凝縮機用軸流ファン。
2. 【請求項２】 前記軸流ファンの外径が１５０±１ｍｍ
   で、ハブの直径が３５±１ｍｍで、ブレードの幅が５５
   ±１ｍｍであることを特徴とした請求項１記載の冷蔵庫
   の凝縮機用軸流ファン。
3. 【請求項３】 前記ブレードの最大キャンバー位置は
   ０.６５としてハブからチップまで一定するように分布
   されて、最大キャンバーはハブから最大キャンバー位置
   まで４.０〜５.０％、最大キャンバー位置からチップま
   で５.０〜６.０％の曲線分布を成すことを特徴とした請
   求項１記載の冷蔵庫の凝縮機用軸流ファン。
4. 【請求項４】 前記ブレードのピッチ角はハブからチッ
   プまで３６.０゜〜２６.０゜に線形分布を成して、スイ
   ープ角はチップで６７.０゜±５％にすることを特徴と
   した請求項１記載の冷蔵庫の凝縮機用軸流ファン。
5. 【請求項５】 ３つのブレードを有し、軸流ファンの内
   径と外径との比率は２３.０±５％で、最大キャンバー
   位置は０.６５でハブからチップまで一定するように分
   布されて、最大キャンバーはハブから前記最大キャンバ
   ー位置まで４.０％〜５.０％、前記最大キャンバー位置
   からチップまで５.０〜６.０％の曲線分布を成すことを
   特徴とした冷蔵庫の凝縮機用軸流ファン。
6. 【請求項６】 ピッチ角はハブからチップまで３５.０
   ゜〜２４.０゜の線形的な分布を成して、スイープ角は
   前記チップで７２.０゜±１０％を成すことを特徴とし
   た請求項５記載の冷蔵庫の凝縮機用軸流ファン。
7. 【請求項７】 外径は１１０±１ｍｍで、ハブの直径は
   ２５±１ｍｍで、ブレードの幅は３６.０±１ｍｍであ
   ることを特徴とした請求項５記載の冷蔵庫の凝縮機用軸
   流ファン。
8. 【請求項８】 前記軸流ファンの回転方向は前面で見た
   時時計方向または反時計方向であることを特徴とした請
   求項５記載の冷蔵庫の凝縮機用軸流ファン。
9. 【請求項９】 前記軸流ファンの回転軸をＺ軸に定義し
   て、前記Ｚ軸を経つ横軸及び縦軸を各々Ｘ軸及びＹ軸に
   定義する時、前記ブレードの境界をハブ側の前から時計
   方向で回りながら１６０個の領域で分けて、前記各領域
   のＸ、Ｙ、Ｚ座標は下表の値となることを特徴とした請
   求項７記載の冷蔵庫用軸流ファン。 【表１】 【表２】 【表３】