KR0123830B1 - 냉동냉장고 - Google Patents

Abstract

저소음, 저진동화에 적합한 냉기순환용 원심팬 및 저장실내 온도의 균일화와 내옹실내의 서리부착 방지에 유효한 통풍구조를 갖는 것으로서, 냉동실로의 균등한 냉기배출을 가능하게 하고 온도분포, 냉각속도를 균일하게 하고 또한 서리의 부착을 방지하기 위해, 원심팬의 레이디얼날개는 그 날개의 단면형상의 원심팬의 회전방향과 반대측으로 반달모양으로 움푹 들어가고, 그 날개의 부착각이 원심팬의 회전방향과 반대측으로 위쪽으로 기울어지고, 또 그 날개의 바깥둘레끝이 원심팬의 대략 방사방향에 있도록 구성되어 있다.

이러한 장치를 사용하는 것에 의해 저소음, 저진동이 얻어지고, 또한 냉각력이 우수하고, 소비전력이 적고, 유효내응용적도 크며, 온도분포, 냉각속도로 균일하게 할 수 있다.

Description

냉동냉장고

제1도는 본 발명의 1실시예에 관한 레이디얼날개 원심형 팬을 조립한 냉동냉장고의 주요부 단면도.

제2도는 제1도의 A-A 화살표에 따른 종단면도.

제3도는 제1도의 레이디얼날개 원심형 팬의 부분확대 및 구조 사양을 도시한 설명도.

제4도는 본 발명의 레이디얼 날개 원심형 팬의 성능을 다른 형식의 팬과 비교해서 도시한 선도.

제5도는 본 발명의 1실시예에 관한 레이디얼날개 원심형 팬을 조립하고, 역송 덕트를 마련한 냉동냉장고의 주요부 단면도.

제6도는 제5도의 A-A 화살표에 따른 종단면도.

제7도는 역송 덕트부의 1예를 도시한 부분확대도.

제8도는 역송 덕트부의 다른 예를 도시한 부분확대도.

본 발명은 냉동냉장고의 냉기순환용 팬 및 냉동냉장고에 관한 것으로서, 특히 저소음,저진동화에 적합한 냉기순환용 원심팬 및 저장실내 온도의 균일화와 냉동실내의 서리부착방지에 유효한 통풍구조를 구비한 냉동냉장고에 관한 것이다.

종래의 냉동냉장고에 있어서의 냉기순환용 팬은 예를 들면 일본국 특허공개공보 평성 4-9565호에 기재된 바와 같이 시로코 팬등의 원심팬을 사용한 것이었다.

일반적으로, 원심형의 팬에는 날개형상의 여러종류있고, 이것에 의해 특성이 대폭으로 달라지게 되므로, 이 날개 형상의 선정은 중요한 문제이다. 예를 들면, 일본국 특허공개공보 평4-9565호 중에 기술되어 있는 시로코 팬(포워드날개 또는 다익(multiblade)팬이라고도 한다)에서 날개 사이가 팬 출구측에서 좁아지고 있기 때문에 배출의 절대유속(동압)이 빨라진다. 또, 소용돌이형 케이싱에 있어서의 정압 회복작업이 좋지 않아 팬에 필요한 풍압(전압)도 높아진다. 또, 이와같은 시로코 팬을 사용하면, 휘어구부러져서 배송하는 덕트부에 있어서의 저항이 증가하기 때문에, 종래 일반적으로 사용되고 있는 프로펠러팬과 동일한 풍량을 얻기 위해서는 프로펠러팬보다도 소음이 높아진다. 그래서 팬을 대형으로 해서 저속화하면, 팬 모터의 출력도 토크도 크게 필요하게 되어 모터가 대형으로 된다. 그 때문에 수납부의 문제, 진동증가, 입력증가 등을 초래하는 것 이외에,저속 고토크의 팬 모터의 설계가 곤란하다고 하는 문제점이 있었다. 또, 정압을 높이기 위해서는 소용돌이형 케이싱의 스크롤치수가 크게되어 수납성이 나빠진다고 하는 문제가 있었다.

그래서, 상기 대형화등의 문제를 피하기 위해 시로코 팬을 사용한 경우에는 풍량부족으로 되어 냉동능력의 저하, 압축기의 대형화 등의 문제가 발생하고 있다. 또, 통풍저항을 줄이기 위해서 배송덕트를 크게하는 경우에는 유효내용용적이 영향을 받아 적어진다는 문제가 있었다.

한편, 회전방향으로 단면을 블록하게한 백워드 날개의 원심형 팬에 있어서는 풍량의 부족을 회전수 또는 임펠러 직경을 크게해 두지 않으면 안되므로, 날개와 흐름의 상대속도가 커져 소음의 특히 크게 되어 버린 다는 문제가 있었다.

부품의 대형화는 저장실의 유효내용용적 축소에 직접 영향을 미치고, 팬의 소요압력의 상승은 팬소음을 크게하는 것 이외에 송풍 덕트내의 맥동진동을 크게하고, 냉장고와 같이 평면복 많은 케이스는 약간 가진으로 진동음을 발생하기 때문에 이들을 해결하는 냉기순환용 팬의 제공이 요망되기에 이르렀다.

또, 일반적으로 종래의 냉동냉장고에 있어서는 냉각기를 수납하는 냉각기실에서 각 저장실로의 냉기배송덕트는 휘어 구부러져서 구성되어 있고, 그 때문에 풍로저항이 커지고 있다. 그러한 풍로저항이 큰 조건하에 있어서는 고 정압형의 시로코 팬등의 원시팬이 프로펠러팬보다도 소음비율이 작아 저소음화를 실현하기 쉽다.

그러나, 원심팬을 사용한 경우, 원심팬에서 원주상으로 배출되는 바람이 방향성을 갖도록 하기 위한 냉각 안내가이드의 역활을 하고, 또한 원심팬의 바깥둘레방향에 있어서의 원심팬과의 사이의 간극이 송풍 배출측 향해서 커지는 구조의 소용돌이형상을 한 소용돌이형 케이싱이 필요로 된다.

원심팬, 원심팬의 흡입측 아래쪽에 배치된 냉각기, 원심팬의 주위에 마련된 소용돌이형 케이싱, 이 케이싱의 배출측과 연통하는 냉각배송덕트 및 배출그릴을 구비하고 저장실로 냉풍을 보내는 구조의 냉동냉장고의 종래기술로서는 예를 들면 일본국 특허공개공보 평성 4-9656호에 기재된 것이 알려져 있다.

일본국 특허공개공보 평성 4-9565호의 제2도에 도시한 냉동냉장고에서는 원심팬 및 소용돌이형 케이싱을 냉각기의 위치보다 앞쪽이고 또한 저장실로 냉기를 보내는 배송덕트의 위쪽에 배치하고, 원심팬과 소용돌이형 케이싱과의 원주방향의 간극이 큰 송풍출구측을 이 원심팬의 회전중심축보다 아래쪽에 배치되도록 구성하는 것에 의해, 원심팬 및 소용돌이형 케이싱을 효율좋게 수납하도록 하고 있다.

그러나, 이와같이 구성에서는 소용돌이형 케이싱의 원심팬에서 원주상으로 배출되는 바람이 방향성을 갖도록 하기 위한 냉각안내가이드이기 때문에, 소용돌이형 케이싱의 소용돌이의 종단보다 하류에 상당하는 방향으로 냉기분배를 용이하게 할 수 있지만, 소용돌이의 종단보다 소용돌이 중심측에 상당하는 방향으로는 냉각분배를 할 수 없다고 하는 문제가 있었다.

상술한 바와 같이, 원심팬과 소용돌이형 케이싱을 사용한 종래예에서는 원심팬에서 배출된 바람이 소용돌이형 케이싱에 의해 규정되어 방향성을 갖게 되므로 , 소용돌이형 케이싱의 소용돌이의 종단보다 하류에 상당하는 소용돌이형 케이싱에 의해 정해진 배출방향으로는 냉기배출그릴의 설치가 가능하다. 그러나, 소용돌이의 종단보다 소용돌이 중심측에 상당하는 소용돌이형 케이싱에 의해 정해진 배출방향과는 반대방향으로는 냉기를 안내하는 것이 곤란하고, 냉기배출그릴의 설치고 불가능하다는 문제점이 있었다.

또, 냉동실로의 냉기배출그릴이 설치가능위치가 소용돌이형 케이싱에 의해서 영향을 받으므로, 균등한 냉기배출을 할 수 없게 되어 온도 분포, 냉각속도를 균일하게 하는 것이 곤란하였다.

또, 균등한 냉기배출이 곤란하기때문에 도어 개폐시 및 서리제거시에 냉기배출그릴을 구비한 냉동실과 냉각실을 구획하는 간막이판이나 냉동실 구획부품이 결로하고 그리고 재냉각되어 고드름등의 서리로 성장하는 것을 방지할 수 없다는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 저소음, 저진동의 냉동냉장고를 실현하는 냉기순환용 팬을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 냉각력이 우수하고 소비전력이 적으며, 유효내용용적도 큰 냉동냉장고를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 냉동실로의 균등한 냉기배출을 가능하게 하고, 온도분포, 냉각속도가 균일하게 될 뿐만아니라, 도어 개폐시 및 서리제거시에 냉기배출그릴을 구비한 냉동실과 냉각실을 구획하는 간막이판이나 냉동실 구획부품이 결로해도 균등한 냉기배출에 의해 서리를 건조시켜 고드름등의 서리로 성장하는 것을 방지할 수있는 냉동냉장고를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 냉동냉장고의 냉기순환용 팬의 구성은 그 날개의 단면형상의 회전방향과 반대측으로 반달모양으로 움푹 들어가고, 날개의 설치각도 회전방향과 반대측으로 뒤쪽으로 기울어지고, 날개 바깥둘레끝이 대략 방사방향에 있는 레이디얼날개로 한 것이다.

보다 바람직하게는 날개이 바깥둘레끝의 출구가β ₂가 70°~105°의 범위에 있고,날개 사이의 유로폭이 입구측폭a보다 출구측폭b를 향해서 점차 넓어지고, 날개의 안쪽둘레끝은 적어도 방사방향보다 회전방향에 위치시킨것이다.

또, 보다 바람직하게는 날개의 경사가 안쪽둘레측에서 바깥둘레측을 향해서 점차 작아져서 중심을 안쪽으로 이동시킨것이다.

또, 상기 다른목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 냉동냉장고의 구성은 냉동냉장고내 배면에 배치된 원심팬, 원심팬의 흡입측 아래쪽에 배치된 냉각기, 상기 팬의 주위에 마련된 소용돌이형 케이싱, 이 케이싱의 배출측과 연통하는 냉기배송덕트 및 배출 그릴을 구비해서 저장실로 냉기를 보내도록 한 냉동냉장고에 있어서, 그 날개의 단면형상의 회전방향과 반대측으로 반달모양으로 움푹 들어가고, 날개의 설치각도 회전의 설치각도 회전방향과 반대측으로 뒤쪽으로 기울어지고, 날개 바깥둘레끝이 대략 방사방향에 있는 레이디날개의 것으로 것으로 상기 원심팬을 구성함과 동시에, 이 레이디얼 날개 원심형 팬 및 상기 소용돌이형 케이싱을 상기 저장실의 배며에서 상기 소용돌이형 케이싱의 흡입구를 앞쪽으로 향하게 하고, 상기 냉각기의 깊이치수 이내에 있도록 이 냉각기와 상하위치에 병설하도록 한 것이다.

또, 상기의 또 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명에 관한 냉동 냉장고의 구성은 냉동냉장고내의 배면에 배치된 원심팬, 원심팬이 흡입측 아래쪽에 배치된 냉각기, 상기 팬의 주위에 마련된 소용돌이형 케이싱, 이 케이싱의 배출측과 연통하는 냉기배송덕트 및 배출그릴을 구비하여 저장실로 냉기를 보내도록 한 냉동 냉장고에 있어서, 상기 소용돌이형 케이싱에 의해 냉기의 흐름이 규정된 배출방향과는 다른 방향으로 냉기의 일부를 안내하고 또한 상기 소용돌이형 케이싱에서 분리되어 연장하는 역송 덕트를 마련한, 상기 역송 덕트는 상기 소용돌이형 케이싱상이 팬의 축심보다 위쪽이고 또한 소용돌이의 종단보다 소용돌이의 중심측의 위치에 있는 동풍구조로 한 것이다. 즉, 소용돌이형 케이싱상의 팬축심보다 위쪽이고 또한 소용돌이의 종단보다 소용돌이의 중심측의 위치에 노치(nortch)를 마련하고,그 노치보다 연장하는 역송 덕트 및 배출글리을 구성하고,상기 소용돌이형 케이싱에 의해 냉기의 흐름이 규정된 배출방향과는 다른 방향으로 냉기를 배출하도록 한 것이다.

보다 바람직하게는 소용돌이형 케이싱에서 분리되어 연장하는 송풍덕트는 안내가이드 리브를 갖고, 이 안내가이드 리브 끝면을 냉기순환의 하류측인 상기 소용돌이형 케이싱의 내부로 돌출시키고, 냉기 안내통로로의 냉기의 유도를 실행하도록 한 것이다.

상기 각 기술적 수단의 기능은 다음과 같다.

상기 날개의 단면형상이 회전방향과 반대측으로 반달모양으로 움푹들어가 있는 것과 날개의 설치각도 회전방향과 반대측으로 뒤쪽으로 기울어지고 날개의 바깥둘레끝이 대략 방사방향에 있는 레이디얼 날개의 것으로 하는 것에 의해, 날개의 입구측 경사에 따른 유입을 실행하도록 하여 날개 사이에 있어서는 배출측으로 감에 따라 점차 유속을 떨어뜨려 정압을 높이고, 날개의 배출끝으로 감에 따라 절대속도의 방향을 회전방향에 따른 흐름이 되도록 한다. 즉, 배출된 후가 아니라 날개 사이에 있어서 이전에 정압을 높이는 것에 의해서 날개 사이의 압력손실을 작게하고 또한 배출후의 소용돌이형 케이싱에 의한 압력손실을 작게할뿐만 아니라, 이것에 의해 소용돌이형 케이싱으로 부터의 배출유의 속도분포가 양호하게 되고, 그 때문에 배송 덕트 및 배출그릴등의 소실을 저감을 용이하게 한다. 또, 날개의 다익화는 1차의 회전 주파수를 대폭으로 높은 방향으로 이동시킬 수 있고, 상기 날개단면의 경사에 의해 중심을 안쪽으로 이동시킬 수 있게 되어 공진 및 공명을 적게한다.

또, 상기 레이디얼날개 원심형 팬 및 소용돌이형 케이싱을 저장실의 배면에서 소용돌이형 케이싱의 흡입구를 앞쪽으로 향하게 하고 냉각기의 깊이치수 이내에 있도록 이 냉각기와 상하 위치에 병설하도록 하였으므로, 식품을 수납할 수 있는 유효냉용용적을 크게하는 효과가 있다. 특히, 레이디얼날개 원심형 팬을 채용하는 것에 의해서, 저소음, 저진동, 냉각력이 우수하고, 소비전력이 적고, 유효내용용적도 큰 냉동냉장고를 제공할 수 있다.

또, 게다가 소용돌이형 케이싱상의 원심팬의 축심보다 위쪽이고 또한 소용돌이의 종단보다 소용돌이의 중심측의 위치에 노치를 마련하고, 그 노치에서 연장하는 역송 덕트 및 배출그릴을 구성하는 것에 의해, 소용돌이형 케이싱에 위해 방향이 정해지는 냉기의 배출방향과는 다른 방향으로 냉기를 분배할 수 있고, 냉동실로의 균등한 냉기배출이 가능하게 되어 온도분포, 냉각속도를 균일하게 하는 것을 용이하게 한다. 균등한 냉기배출이 가능하게 되므로, 도어 개폐시 및 서리제거시에 냉기배출그릴을 구비한 냉동실과 냉각실을 구획하는 간막이판이나 냉동실 구획부품이 결로해도 균등한 냉기배출에 의해 서리를 건조시켜 고드름등의 서리로 성장하는 것을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명의 1실시예를 제1도∼제8도를 참조해서 설명한다.

우선, 본 발명의 1실시예에 관한 냉기순환용 레이디얼날개 원심형팬 및 그것을 조립한 냉동냉장고에 대해서 제1도∼제3도에 위해 그 구조를 설명한다.

도면에 있어서, (1)은 냉동냉장고의 외부케이스, (2)는 단열층, (3)은 저장실에 관한 냉동실, (4)는 저장실에 관한 냉장고, (5)는 냉동실(3)과 냉장실(4)를 구획하는 단열성이 있는 칸막이벽, (6)은 냉동냉장고내 배면(케이스 내부의 배면)에 배치된 냉각기(7)은 물받이접시이다.

(8)은 냉기순환용의 레이디얼날개 원심형 팬으로서, 냉동냉장고내 배면에 배치된 냉각기(6)의 두께치수(길이)내에 날개(8a)를 중심판(8b)와 일체로 수직으로 구비하고, 축(10a)에, 평행하게 날개 앞쪽을 개구부(8c)로 해서 간막이판(13)과 대향시키고 있다.

레이디얼날개 원심형 팬(8)의 날개단면형상은 제3도에 도시한 바와 같이 회전방향과 반대측으로 반달모양으로 움뚝 들어가고, 날개의 설치각도 회전방향과 반대측 각도 θ로 뒤쪽으로 기울어지고, 반경방향 날개출구끝(8aa)를 대략 방사방향으로 하고 반경방향 날개 입구끝(8ab)는 움품 들어가는 것 대신에 연속해서 회전방향에 가깝게 하고 있다.

(9)는 레이디얼날개 원심팬(8)의 주위에 배치된 소용돌이형 케이싱으로서, 팬의 회전방향과 맞추어 나선형으로 형성하고 점차 팬으로부터 거리를 넓게하여 나선부의 대략 종단(9e)를 냉동실(3)의 최상단에 가깝게하고 있다. (9b)는 소용돌이형 케이싱(9)의 흡입구로서, 소용돌이형 케이싱(9)상의 전면측에 상기 팬과 동심으로 앞쪽을 향해서 열려있는 것이다.

(10)은 레이디얼날개 원심팬(8)을 직접 연결하는 팬모터이다. 이 팬모터(10)은 단열층(2)의 내부의 오목부(2a)내에 배치되고, 한쪽끝을 소용돌이형 케이싱의 배면판(9a)에, 다른쪽 끝을 지지기구(11), 진동방지고무(12)를 거쳐서 각각에 축심지지되어 있고, 지지기구(11)의 다른쪽 끝을 앞쪽으로 구부려서 배면판(9a)에 지지하고 있다.

(14)는 내부단열재로서, 이 내부단열재(14)는 배면판(9a)의 뒤쪽에서 홈(2a)와 대향시키고 있다. 배면판(9a)는 소용돌이형 케이싱(9)의 배면판의 역활을 함과 동시에 레이디얼날개 원심팬(8)측과 팬모터(10)측을 구획하고, 냉동냉장고내 배면에 밀착해서 부착되어 있다.

(13)은 칸막이로서, 이 칸막이판(13)은 냉각기(6) 및 레이디얼날개 원심팬(8)의 위치보다 앞쪽에 위치하고, 소용돌이형 케이싱(9)의 외면과 함께 부압실(15)를 형성하고, 소용돌이형케이싱(9)의 내면과 함께 부압실(15)를 형성하고, 소용돌이형케이싱(9)의 내면과 함꼐 압력실(16)을 형성하고 있는 것이다. 압력실(16)은 제2도에 도시한 바와같이, 나선부 종단(9e)보다 아래쪽으로 넓어지고 배면을 나선부에서 점차 앞쪽으로 하고 있다.

(13a)는 칸막이판의 일부에 마련된 배출그릴으로서, 이 배출그릴(13a)는 압력실(16)의 앞면에서 냉동실(3)으로의 앞면에 배출구(13b)를 형성하고 있다. (9c)는 아래쪽 송출구로서, 압력실(16)의 하단에서 냉장실(4)측을 향해 있다.

(17)은 세로덕트로서, 이 세로덕트(17)은 냉각기(6)의 옆쪽에서 상기 아래쪽 송출구(9c)와 연통해 있다. (18), (19)는 간막이벽(5)내에 형성된 되돌림덕트이다. 이들 되돌림덕트(18), (19)는 간막이벽(5)내에서 각각 한쪽끝을 냉동실(3)및 냉장실(4)쪽으로 개방하고, 다른쪽끝을 냉각기(6)의 하부의 앞쪽과 연통해서 대략수평으로 형성되어 있다. (18a), (19a)는 각각 되돌림덕트(18), (19)의 흡입그릴이다. (20)은 중간단열재로서, 간막이판(13)의 뒷면에 부착되고,서리제거시 온도가 높은 열이 간막이판(13)의 앞면으로 전달되는 것을 방지하는 것이다.

상기와 같이 구성된 냉동냉장고의 작용을 설명한다.

팬모터(10)을 구동해서 레이디얼 날개 원심형팬(8)을 회전시키는 것에 의해, 냉각기(6)을 통해서 저온으로된 냉기는 소용돌이형 케이싱(9)의 흡입구(9b)에서 유입되고 승압되어 압력실(16)에 도달하고, 송출구(13b)에서 냉동실(3)으로, 아래쪽 송출구(9c)에서 세로덕트(17)을 통해서 냉장실(4)로 송출된다.

저장실에서 되돌아오는 냉기는 각각 간막이벽(5)부분의 되돌림덕트(18), (19)에서 냉각기(6)의 아래쪽 전방으로 유입된다. 즉, 냉동냉장고에 있어서의 냉기순환은 항상 압력실(16), 세로덕트(17), 되돌림덕트(18), (19)등의 배송 덕트 및 배출, 흡입등의 그림(13a)(18a)(19a)등을 통해서 실행된다.

그런데, 식품의 수납량을 많게 하기 위해 배송덕트, 그릴등을 콤팩트하게 구성하면, 통풍저항이 커지고 통풍저항에 상응하는 정압이 나오는 팬이 필요하게 되기 때문에 팬의 소음이 상승하는 것은 당연하다고 할 수 있다. 여기에서 통풍저항은 풍속의 2승에 비례하다. 가령 통풍로단면을 면적에서 20%축소하면, 통풍저항은 1.4배로 되고 소음도 압력의 2승에 비례하므로 2.9(dB)(=20×log(1+0.4))높아져 버리게 된다. 상기 소음의 증가는 팬으로 부터의 배출의 절대속도가 커져 버리거나 풍속분포가 나쁘고 부분적으로 고속이 경우에도 마찬가지이다.

그래서, 본 실시예에 있어서의 레이디얼날개 원심형 팬은 특유의 날개형상을 채용해서 상기 문제를 해결하고 있다. 이하, 제3도를 참조해서 설명한다.

제3도에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 레이디얼날개 원심형 팬(8)은 그 날개(8a)의 단면형상을 회전방향 N과 반대로 반달형상으로 움푹 들어가게 하고, 전체를 회전방향N과 반대측으로 뒤로 기울어지도록 하고,반경방향의 날개출구끝(8aa)를 대략 방향방향으로 형성한 것이다. 따라서, 날개 사이의 유로폭은 입구측의 치수 a보다 출구측의 치수 b가 크게되어 있다. 이 때문에 날개 사이에 있어서의 흐름은 저속류로 되고, 날개 사이에서 나올때까지 동압이 정압으로 변환되는 것이다(시로코팬 등의 앞쪽으로 기울어진 날개에서는 반대로 증속되어 정압이 높아져 버린다.)

그 때문에, 주위의 소용돌이형 케이싱(9)에 있어서의 정압회복은 그다지 필요로 하지않아 소용돌이형 케이싱(9)를 소형으로 할 수 있다. 또, 소용돌이형 케이싱(9)에서 송출되는 유속분포도 동일한 이유에 의해 양호하게 되고, 압력실(16)에 있어서는 상당히 정압화되어 풍속저항이 적은 상태에서 송출구(13b)에서 냉동실(3)으로, 아래쪽 송출구(9c)에서 냉장실(4)로 용이하게 송풍할 수 있다. 따라서,송출저항이 적으므로 팬의 압력도 낮게 할 수 있다.

제3도에 도시한 바와 같이, 날개배출끝(8aa)에서는 날개(8a)와 흐름과의 상대속도 W₂가 작기 때문에 소음이 낮아질 뿐만 아니라, 날개배출끝(8aa)로 감에 따라서 점차 회전방향에 따르는 절대속도 C₂를 만들기 때문에 소용돌이형 케이싱에 대한 충돌이 작아지고 손실이 적어진다. 한편, 날개(8a)의 반경방향의 날개입구끝(8ab)에서는 유입상대속도 W₁의 방향에 따르는 형태로 오목부측에서 연속해서 회전방향에 가까워지도록 하고 있기 때문에, 날개로 유입할 때의 흐트러짐 발생도 적어 저소음이 얻어진다.

또, 원심팬의 정압은 어느정도 회전수를 높이는 것에 의해 얻어지므로, 동일 출력으로 하기 위해서는 회전수가 높은 만큼 소요토크가 작아지고 통상의 소형2극의 유도모터를 사용할 수 있게 되고, 효율이 높은 속도점에서 사용할수 있게 되어, 팬모터(10)의 입력을 낮게 할 수 있어 저소비전력화와 함께 냉각능력을 향상시킬 수 있다.

또, 날개 사이에서의 정압화가 많으므로, 소용돌이형 케이싱(9)나 압력실(6)등에 있어서의 감속(확대류)를 적게 할 수 있기 때문에 소용돌이 발생이 적고, 맥동류도 적어져 통풍로들의 공지이나 공병도 작게할 수 있다. 또, 날개단면의 경사가 반경방향의 바깥쪽으로 감에 따라서 경사가 작아지기 때문에 날개의 중심이 중심방향으로 되어, 팬모터의 기둥토크를 작게할 수 있고 진동도 저감할 수 있다.

또, 날개매수는 종래이 프로펠러팬보다 수배(5~10배)많은 다익형이므로,날개의 회전주파수는 수배 높아지고, 냉동냉장고 케이스의 고유진동수(통상 100~300Hz)에 대해 멀어지게 하는 것이 가능(4매 날개 프로펠러팬은 150~200hz, 본 발명의 팬은 20매 이상이므로 5배의 750Hz이상으로 된다)하게 되어, 팬모터(10)을 거친 가진이나 유체에 의한 통풍로 가진이 있어도 공진이나 공명이 적어진다. 또, 날개의 회전주파수가 높아지는 것에 의해 소음의 주를 이루는 주파수가 높으므로, 케이스에 의한 차음효과가 커지는 것에 의해서도 외부로 나가는 방사소음이 낮아진다.

다음에, 본 실시예의 냉기순환용의 레이디얼날개 원심형 팬(8)의 배치구조의 이점에 대해서 설명한다.

레이디얼날개 원심형 팬(8)및 그 주위의 소용돌이형 케이싱(9)는 케이스 내부의 배면에 위치하고, 흡입구(9b)를 앞쪽을 향해서 개방시키고, 압력실(16)은 소용돌이형 케이싱(9)와 연통해서 옆쪽에 있다. 팬은 레이디얼날개의 원심형 팬을 사용하고 있으므로 소용돌이형 케이싱(9)로 바람이 들어가기 전에 정압화가 진척되고 있고, 소용돌이형 케이싱(9)는 소형의 스크롤로 할수 있다. 이 때문에, 케이싱 상하방향의 치수를 작게할 수 있는 것에 의해, 케이스 내부의 배면에 배치된 냉각기(6)의 앞뒤의 두께치수내에서 상하로 용이하게 병렬배치시킬수 있어, 식품을 수납할 수 있는 유효내용용적을 크게하는 효과를 얻고 있다.

실험에 의하면, 동일 직경의 시로코 팬을 사용하는 경우에 비해서 본 실시예의 레이디얼 날개 원심형 팬(8)에서는 배출구높이(종단9e부)의 치수는 15~20% 소형으로 할수 있다는 것이 확인된다. 또, 상기구조에 의해 팬모터(10)은 통풍로와 관계없는 단열층(2)측에 수납할 수 있고, 또 측의 길이도 짧게 할 수 있다.

또, 본 실시예의 레이디얼 날개 원심형 팬(8)에서는 풍량의 증가가 얻어지고, 팬모터(10)의 진동도 작게 할 수 있는 효과가 있는 것 이외에, 소용돌이형 케이싱(9)의 배면판(9a)에서 팬모터(10)을 지지할 수 있으므로, 새로운 부품을 필요로 하지 않고, 또 진동이 작은 축심지지를 용이하게 할 수 있게 되는 것 이외에, 배면판(9a)에 의해 팬모터(10)을 오목부(2a)에 밀폐해서 팬모터(10)에의 서리부착발생을 방지하고, 또한 팬모터(10)에서 발생하는 열의 일부를 뒤쪽으로 케이스 밖으로 방열해서 케이스내의 냉각능력을 향상시키는 효과가 얻어진다.

다음에, 레이디얼날개 원심형 팬(8)이 양호한 것을 확인하기 위해 실제로 측정한 데이타 제4도를 참조해서 상세하게 설명한다.

제4도에 있어서, 가로축은 출구각β ₂, 세로축은 소음레벨 SL, 소요회전수를 Nf, 소요토크 T, 전체압력효율 η이다.

실험은 제3도에 도시한 의경D₂가 80mm 내경 D₁이 68mm 측방향 두께가 30mm 날개매수가 30인 원심 팬을 사용해서 실행하고, 유효내용용적 370ℓ의 냉동냉장고와 동일한 통로저항부하조건에서 냉각능력에 알맞는 풍량이 0.85m³/min에서 일정한 전체압력(20Pa)를 얻는 경우에 대해서 날개단면형상을 여러가지로 변경해서 팬 단일의 성능을 측정하고, 날개의축구각β ₂의 관계에서 소용돌이형 케이싱 배출구의 전방 1mm의 위치의 소음의 레벨을 SL, 그 때의 소요회전수를 Nf, 소요토크 T, 전체압력효율 η정리하였다.

도면중 일점쇄선을 날개 단면형상이 회전방향에 대해서 블록한 부분이 있고, 전체가 회전방향에 대해서 반대로 뒤쪽으로 기울어지는 소위 백워드날개 원심형 팬의 경우를 나타내고, 점선은 날개단면형상이 회전방향에 대해서 움푹 들어가고, 전체가 회전방향으로 앞쪽으로 기울어지는 소위 포워드날개 원심형 팬의 경우를 나타내고 실선은 본 발명에 있어서의 회전방향에 대해서 움푹 들어가고, 전체가 회전방향과 반대로 뒤쪽으로 기울어지는 레이디얼날개 원심형 팬의 경우를 나타내는 것이다. 또한, 도면중 +는 회전방향으로 경사지는 것을, -는 회전방향과 반대로 경사지는 것을 나타낸다.

제4도에서 명확한 바와같이, 레이디어날개 원심형 팬은 출구각β ₂ 가 70°∼105°의 범위에서 소음 SL이 분명하게 포워드날개 원심형 팬보다 낮은 것으로 되어 있다. 이 이유는 상술한 바와같이, 날개에 대한 흐름의 상대속도가 W₂가 가장 낮기 때문에 날개 사이 및 날개출구끝(8aa)에 있어서의 흐트러짐등이 적고, 또 날개입구끝(8ab)가 바람의 유입방향을 따르고 또한 소용돌이형 케이싱내에 있어서의 정압회복도 원만하게 실행되기 때문이다. 따라서, 팬의 효율 η이 높고, 또 소요회전수 Nf는 매분 2000회전 이상으로 되어 통상의 소형의 2극 팬모터로 충분하게 운전할 수 있다.

또, 날개 전체가 회전방향으로 경사지는 포워드날개 원심형 팬에 있어서는 소음이 레이디얼날개 원심형팬보다 높다. 이 이유는 날개의 경사에 위해 출구측 날개의 사이의 풍로폭 치수가 작아지고, 통과하는 절대속도 C₂의 상승에 의해 날개와의 상대속도 W₂가 커지기 때문에 날개 사이 및 날개 출구끝에 있어서의 흐트러짐이 많아지는 것과 동압으로 되는 절대속도가 커지기 때문에 소용돌이형 케이싱의 확대로에 의한 흐트러짐 및 고속부에 위한 케이싱내 손실이 많아지는 것에 의하기 때문이다. 또, 이 때문에 팬 효율 η도 저하하고 있는 반면, 소용회전수 Nf에 대해서도 매분 2000회전보다 낮아지고, 통상의 소형의 2극 유도모터에서는 슬립율이 지나치게 많다는 점, 즉 저회전수로 됨에 따라서 토크값이 저하하는 영역에서 사용하게 되어 약간의 전원전압의 변동 또는 팬부하의 변동에 의해 회전수가 변동하게 되고, 사실상 2극 유도모터를 사용할 수 없다는 문제가 있다.

또, 저회전수로 되는 것에 의해 동일한 작업량을 실행하기 위해서는 저회전수이고 소요토크도 큰 것이 요구되고, 회전수의 슬립율이 큰 것과 함께 팬모터의 효율이 저하해서 입력도 증가한다는 문제가 있다. 한편, 회전수를 높이기 위해 팬 외경을 작게하는 것도 고려되지만, 풍량은 외경 3승에 비례해서 적어지기 때문에 풍량부족이라는 문제를 발생한다.

한편, 백워드날개 원심형 팬에 있어서는 소음 SL이 높다. 이 이유는 상대속도가 크게 되는 것과 풍압이 낮아지는 것을 회전수 Nf를 늘리고 둘레속도를 크게 해서 커버하는 것에 의하기 때문이다. 따라서, 날개부에 있어서의 손실이 크고, 효율이 저하한다. 이것을 개량하는 경우에는 대형화할 필요가 생기고, 수납성이 나 재료비의 상승, 진동의 증가등의 새로운 문제가 발생하게 된다.

제4도중의 빗금친 데이타점은 2극모터의 실제 가능한 회전수 영역에 있어서 실제로 원심팬을 냉동냉장고에 조립하고, 팬만 운전시켜서 중량0.85m²/min이 얻어지는 회저수로 설정(따라서 팬 단일의 시험시를 무시)하고, Ｂ=90°레이디얼날개 원심형 팬이 팬단일의 시험시와 동일한 소음으로 되는 거리(케이스 전반 0.35m)에 마이크로폰을 설치해서 포워드 날개 원심형 팬과 백워드 날개 원심형 팬에 대해서 소음을 측정한 예이다.

이 제4도에서 알수 있는 바와같이, 팬 단일의 평가시에 대해서 포워드날개 원심형 팬에서는 회전수를 9%높게 해서 동일한 풍량이 얻어지고 소음은 3dB상승하였다.

이것은 정압회복이 양호하지 않기 때문에 유속이 높은 흐름의 부분에서 압력실(16)및 그릴이 있는 송출구(13b), 아래쪽 송출구(9c)및 세로덕트(17)등의 ㄷ\통풍저항이 커진것에 의한 것이다. 백워드날개 원심형 팬에 있어서는 소음은 1dB상승으로 되었다. 이것은 회전수가 높은 것에 위해 모터진동이 높아진 것에 의한 것이었다.

이상, 데이타를 기본으로 날개형상에 의한 실측 성능을 설명한 바와 같이, 날개의 형상은 성능에 큰 영향을 가져오는 것으로서, 본 발명의 레이디얼날개 원심형 팬으로 하는 것에 위해 저소음이 얻어지고, 이것과 조합해서 사용하는 팬모터도 소형2극 유도모터로 되어 효율좋은 운전이 가능하다는 것을 확인할 수 있었다. 또, 배송 덕트 및 그릴 등을 필요로 하는 냉동냉장고에 적용하면, 팬 단일의 소음레벨의 차보다 큰 효과가 얻어지는 것도 확인할 수 있었다.

다음에, 본 발명의 레이디얼 날개 원심형 팬의 날개형상에 부수하는 주된 사양에 대해서 설명하면, 내경 D₁은 0.7 D₂∼0.88 D₂(외경을 D₂로 한다), 날개매구 Z는 0.25D₂∼0.5D₂날개의 오목부 곡을반경은 0.085 D₂∼0.16 D₂이 범위로 하고, 날개출구각β ₂ 를 7.0°~105°, 날개 전체의 부착각 θ(경사)를 회전방향과 반대로 뒤쪽으로 기울어지는 형상으로 하는 것이 바람직하다.

이상 설명한 바와같이, 본 실시예에 의하면 냉기의 배송 덕트 및 배출그릴등을 사용하는 냉동냉장고에 있어서 날개의 형상을 회전방향과 반대측으로 반달모양으로 움푹 들어가게 하고, 날개의 부착각을 회전방향과 반대로 뒤쪽으로 경사지게 하고, 날개 바깥둘레끝을 대략 방사방향을 향하게 하고, 안둘레끝을 회전방향에 가깝게하는 형상으로 한 레이디얼날개 원심형 팬을 채용함과 동시에, 저장실의 배면에 냉각기와 함께 냉각기의 깊이치수 이내에 있도록 레이디얼날개 원심형 팬 및 상기 소용돌이형 케이싱을 상하 위치에 병설 하였으므로, 저소음, 저진동의 팬을 제공할 수 있고, 게대가 냉각력이 우수하고, 소비전력이 적으며, 유효내용용적도 큰 냉동냉장고를 제공할 수있다.

다음에, 본 발명의 1실시예에 관한통풍구조를 구비한 냉동냉장고의 구조를 제5도~제8도를 참조해서 설명한다.

제5도, 제6도에 있어서, (101)은 냉동냉장고의 외부케이스, (102)은 단열층, (103)은 저장실에 관한 냉동실, (104)는 저장실에 관한 냉장실, (105)은 냉동실(103)과 냉장실(104)를 구획하는 단열벽, (106)은 냉동실 배면에 설치된 냉각기, (107)은 냉각기(106)을 수납하는 냉각실, (108)은 원심팬이다. 이 원심팬에는 제3도및 제4도에 있어서 상술한 레이디얼날개 원심형 팬이 사용되고 있다.

(109)는 원심팬(108)의 앞면에 배치된 소용돌이형 케이싱 플레이트이다. 이 소용돌이형 케이싱 플레이트(109)는 원심팬(108)의 축심과 동일방향의 배면측으로 연장하고, 팬의 회전방향과 맞추어 나선형으로 점차 팬으로부터의 거리를 크게하고, 나선부의 대략 종단(109a)를 냉동실의 최상단에 가깝게하는 리브에 의해 구성되는 소형돌이형 케이싱(109b)를 갖는 것이다.

소용돌이형 케이싱(109b)는 나선부의 대략 종단 (109a)에서 수평으로 넓어지고, 그후 완만한 곡선을 그리면서 상기 냉각기(106)의 옆쪽을 아래쪽으로 연장하여 냉동실(104)로 개방되어 있다. (109c)는 흡입구로써 소용돌이형 케이싱 플레이트(109)상의 앞면측에서 상기 원심팬(108)과 동심으로 앞쪽을 향해 개방되어 있다. 이 흡입구(109c)의 아래쪽에는 소용돌이형 케이싱 플레이트(109)의 배면측에 설치되는 상기 냉각기(106)에 의해 냉각된 냉기를 소용돌이형 케이싱 플레이트(109)의 앞면측으로 유도하기 위한 안내구(109d)가 있고, 상기 원심팬(108)의 축심과 동일한 방향의 앞면측으로 연장하는 리브(109e)에 의해 흡입구(109c)와 함께 둘러싸여 있다.

(110)은 팬모터로써, 상기 원심팬(108)과 직결하고, 소용돌이형 케이싱(109b)의 배며판(111)과 지지기구(112)에 의해서 진동방지고무(113)을 거쳐서 지지되어 케이스에 체결되어 있다.

(114)는 냉동실(103)과 냉각실(107)을 구획하는 칸막이판으로서, 배출그릴(115), (120a)를 구비하고 있다. 소용돌이형 케이싱(109b)의 내면측과 배면판(111)에 의해 압력실(116)을 형성하고, 소용돌이형 케이싱 플레이트(109)의 리브(109e) 내면측과 칸막이판(114)에 위해 둘러싸인 부분 및 리브(109e)외면측과 냉각실 배면벽(도시하지 않음)에 의해 둘러싸인 부분에 의해 부압실 (117)을 형성하고 있다.

또, 압력실(116)은 부압실(117)과 간섭하지 않는 소용돌이형 케이싱 플레이트(109)상에 있어서 부분적으로개방되어 있고, 소용돌이형 케이싱 플레이트(109)의 배면측에서 앞면측으로 냉기를 안내하고, 칸막이판(114)와 소용돌이형 케이싱 플레이트(109) 사이의 공간에 달린 냉기배송덕트(121)을 경유하여 배출그릴(!15)에서 냉동실(103)으로 냉기를 배출한다. (118), (119)는 되돌림덕트로써, 칸막이벽(105)내에서 각각 한쪽끝을 냉동실(103) 및 냉장실 (104)로 개방하고, 다른쪽 끝을 냉각기(106)의 아래쪽과 연통해서 대략 수평으로 배치되어 있다.

상기 구성에 있어서 제5도, 제7도에 도시한 바와 같이, 노치(109g)는 소용돌이형 케이싱(109b)상의 원심팬(108)의 축심보다 위쪽이고 또한 소용돌이형의 종단(109a)에서 소용돌이의 중심측의 위치에 마련되고, 그 노치(109g)에서 연장하는 역송 덕트(120)및 배출그릴(120a)를 구성하는 것에 의해, 소용돌이형 케이싱(109b)에 의해 방향이 정해지는 냉기의 배출방향 Q와 다른 방향 R로의 냉기분배를 가능하게 하고 있다.

또, 제 8도에 도시한 바와같이, 역송 덕트(120)의 리브중 냉기순환의 하류측 끝면으로 되는 안내가이드리브(120b)를 상기 소용돌이형 케이싱(109b)의 내부로 도출시키는 것에 의해, 소용돌이형 케이싱(109B)에 의해 방향이 정해지는 냉기의 배출방향 Q와는 다른 방향 R로 냉기를 효율좋게 배출하는 것이 가능하게 되는 것이다.

상기와 같이 구성한 냉동냉장고에 있어서는원심팬(108)을 회전시키는 것에 의해, 냉각기(106)에 있어서 열교환하여 저온으로 된 냉기는 안내구(109d)를 경유하여 흡입구(109c)에서 원심팬(108)에 의해 바깥둘레방향으로 배출되고, 소용돌이형 케이싱(109b)로 안내되어 냉동실(103) 및 냉장실(104)로 배출된다. 냉동실(103) 및 냉장실(104)에서 되돌아가는 것은 되돌림덕트(118), (119)를 통과하여 냉각기 냉장실(106)의 아래쪽에서 냉각기(107)내로 들어간다. 즉, 냉동냉장고에 있어서의 냉기 순환은 항상 압력실(116), 배출그림(115), 되돌림덕트(118), (119)등을 통해서 실행되는 것이다.

이상 설명한 바와같이 본 실시예에 의하면, 소용돌이형 케이싱상의 팬의 축심보다 위쪽이고 또한 소용돌이의 종단보다 소용돌이의 중심측의 위치에 노치를 마련하고, 그 노치에서 연장하는 냉기안내통로 및 배출그릴을 구성하고, 상기 소용돌이형 케이싱에 의해 냉기가 규정되어 방향이 결정된 배출방향과는 다른 방향으로 냉기를 배출하는 역송 덕트를 설치하는 것에 의해, 종래의 구조에서는 곤란하였던 냉동실로의 균등한 냉기배출이 가능하게 되고, 온도분포, 냉각속도가 균일하게 될 뿐만 아니라, 도어 개폐시 및 서리제거시에 냉기배출그릴을 구비한 냉동실과 냉각실을 구획하는 칸막이판이나 냉동실 구획부품이 결로해도 균등한 냉기배출에 의해 서리를 건조시켜서 고드름등의 서리로 성장하는 것을 방지할 수 있는 냉동 냉장고를 제공할수 있다.

이상 설명한 바와같이, 본 발명에 의하며, 저소음, 저진동이 얻어지는냉기순환용 팬을 제공할 수 있다. 또, 냉각력이 우수하고, 소비전력이 적고, 유효내용용적도 큰 냉동냉고를 제공할 수 있다. 게다가 냉동실로의 냉기배출을 균등하게 할 수 있고, 이것에 의해 온도분포, 냉각속도가 균일한 냉동냉장고를 제공할 수 있다.

Claims (6)

1. 냉장고내에 저장실, 상기 저장시래를 냉각하는 냉각기, 상기 냉각기에서 냉각된 냉기를 순환시키는 원심팬, 상기 냉기가 유통되는 냉기덕트 및 이 냉기덕트와 연통된 냉기배출구를 구비한 냉동냉장고에 있어서, 상기 원심팬은 회전방향과는 반대측에 원호형상으로 만곡한 단면형상 및 회전방향과는 반대측으로 경사지부착각을 갖는 날개를 구비한 냉동냉장고.
2. 제4항에 있어서, 상기 원심팬의 상기 냉기가 유입하는 측의 상기 날개끼리의 간격이 상기 냉기가 유출하는 측의 상기 날개끼리의 간격보다 작은 냉동냉장고.
3. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 원심팬의 날개의 바깥둘레끝의 70°~105°의 범위인 냉동냉장고.
4. 제4항에 있어서, 상기 원심팬이 내부에 탑재되고 상기 냉각기의 깊이와 동등 또는 이것보다 작은 깊이를 갖는 케이스를 상기 냉각기보다 상기 저장실에 대해 위쪽에 마련한 냉동냉장고.
5. 제7항에 있어서, 상기 케이스상에 상기 팬의 축보다 상기 저장실에 대해 위쪽에 냉기배출구와 연통한 개구부를 구비한 냉동냉장고.
6. 제8항에 있어서, 상기 케이스내측에 그의 끝면이 상기 케이스내측으로 돌출한 리브를 구비한 냉동냉장고,