KR100414100B1 - 냉장고의 축류팬 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고 내부의 냉기 순환용으로 사용되는 축류팬에 있어서, 날개의 피치각도가 30°이상 40°이하이고, 날개의 스윕각도가 51°이상 61°이하이고, 날개의 캠버량이 3.5% 이상 4.5% 이하이고, 날개의 개수가 7 인 것을 특징으로 하는 냉장고의 축류팬을 제공함으로써, 동일한 효율(풍량)을 유지하는 전제에서 소음을 가장 감소시킬 수 있는 축류팬의 구조를 제시한다.

Description

냉장고의 축류팬{FLOW FAN IN REFRIGERATOR}

본 발명은 냉장고의 축류팬 구조에 관한 것으로서, 상세하게는, 종래의 축류팬의 구조에 비해 효율을 높이고 작동 소음을 줄일 수 있는 구조를 제시하는 것이다.

도 1 및 도 2는 종래의 냉장고의 구조를 도시한 도면으로서, 도 1은 측단면도, 도 2는 정단면도이다.

도시된 바와 같이, 종래의 냉장고는 기본적으로 냉동실(6) 및 냉장실(5)에 의해 구성되고, 냉장실(5)에 비해 냉기의 소모가 많이 필요한 냉동실(6)의 후면에 축류팬(1), 모터(3), 슈라우드(2) 및 열교환기(4)를 설치하는 것이 일반적이다.

축류팬(1)에 의해 냉장고 내를 순환하는 냉기의 흐름은 크게, 냉동실 내의 흐름과 냉장실 내의 흐름으로 나누어 볼 수 있다.

냉동실 내의 흐름은 도 1 및 도 2의 화살표에 의해 나타나듯이, 슈라우드(2)를 출발하여 냉동실(6) 내를 순환하고 열교환기(4)에서 냉각된 후, 다시 축류팬(1)의 구동에 의해 상기 과정을 순환하는 비교적 간단한 구성을 취하고 있다.

그러나, 냉장고 내의 흐름은 도 2의 화살표에 의해 나타나듯이, 축류팬(1)을 출발한 냉기가 냉동실에서 냉장실로 통하는 좁은 통로(8)를 통과하여, 냉장실의 내면에 형성된 배출구(9)를 통해 방출되며, 냉장실(5)내를 순환하고 흡입구(10)를 통해 열교환기(4)에서 냉각된 후, 다시 축류팬(1)의 구동에 의해 상기 과정을 반복하는 비교적 복잡한 구성을 취하고 있다.

즉, 기본적으로 냉장고는 상기와 같은 복잡한 냉기 유로구성을 취하고 있으므로, 유로저항이 문제로 되는 것이고, 이러한 저항을 극복하고 냉장실의 내부 곳곳에 필요로 하는 냉기를 충분히 공급하기 위해서는 축류팬(1)의 크기 및 회전속도의 상승이 요구되는 바, 이는 압축기(7)와 함께 냉장고의 소음을 유발하는 주요원인으로서 문제점으로 지적되어 왔다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하여, 동일한 효율(풍량)을 유지하는 전제에서 소음을 가장 감소시킬 수 있는 냉장고의 축류팬의 구조를 제시하는 것을 그 목적으로 한다.

도 1 및 도 2는 종래의 냉장고의 구조를 도시한 도면으로서,

도 1은 측단면도

도 2는 정단면도

도 3은 축류팬의 설계인자의 개념을 나타낸 측면도 및 정면도

도 4 내지 도 6은 본 발명의 전제가 되는 실험의 내용을 도시한 것으로서,

도 4는 4가지 설계인자별 3가지 수준을 도시한 도표

도 5는 4가지 설계인자가 서로 다른 수준에서 조합되도록 구성한 실험계획을 도시한 도표

도 6은 종래의 축류팬을 사용한 경우와 본 발명에 의한 축류팬을 사용한 경우의 소음 발생정도를 비교하여 도시한 그래프

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

21 : 피치각도 22 : 스윕각도

23 : 캠버량 24 : 허브

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 냉장고 내부의 냉기 순환용으로 사용되는 축류팬에 있어서, 날개의 피치각도가 30°이상 40°이하이고, 날개의 스윕각도가 51°이상 61°이하이고, 날개의 캠버량이 3.5% 이상 4.5% 이하이고, 날개의 개수가 7 인 것을 특징으로 하는 냉장고의 축류팬을 제공한다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 축류팬의 설계인자로서 풍량 및 소음에 관계되는 가장 중요한 것은 피치(pitch)각도(21), 스윕(sweep)각도(22), 캠버(camber)량(23) 및 날개의 개수이므로, 실험에 의해 이들 인자의 최적의 수치를 얻어, 이에 의해 설계된 축류팬의 구조를 제시하고자 하는 것이다.

여기서, 피치(pitch)각도(21)란 축류팬의 회전축과 수직한 가상의 면으로부터 날개가 기울어진 정도를 말하고, 스윕(sweep)각도(22)란 날개의 외주부의 중심점을 향하는 허브(24)의 접선과 허브(24)의 중심점에서 허브(24)의 상기 접점을 향하는 연장선 사이의 각도를 말하며, 캠버(camber)량(23)이란 날개의 중심부의 솟음정도를 말한다.

이하, 상기와 같은 수치한정이 얻어진 실험의 배경 및 결과에 관하여 설명한다.

상기 4가지 인자는 축류팬의 풍량 및 소음에 영향을 미침에 있어서, 각각 독립하여 변수로 작용하는 것이므로, 본 실험에서는 각각의 인자마다 실용성을 감안하여 3가지 수준을 설정하고, 각각의 인자가 서로 다른 수준으로 조합되도록 실험계획을 수립하였다.

도 4는 본 실험에 있어서, 상기 4가지 인자별 3가지 수준을 도시한 도표이고, 도 5는 상기 인자가 서로 다른 수준에서 조합되도록 구성한 실험계획을 도시한 도표이다.

즉, 피치 각도는 각각 56°, 63°, 70°의 3가지 수준을 채택하였고, 스윕 각도는 각각 25°,30°,35°의 3가지 수준을 채택하였으며, 캠버량은 각각 4%, 6%, 8%의 3가지 수준을 채택하였다.

한편, 모터의 극수는 짝수로 제작되는 것이 일반적인데, 날개의 극수도 짝수로 제작될 경우, 모터와의 공진에 의해 소음이 증가되는 현상이 나타나므로, 날개의 수는 홀수로 제작되는 것이 바람직하며, 이러한 관점에서 본 실험에서는 날개의 수를 각각 5개, 7개, 9개의 3가지 수준으로 채택하였다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 4가지 인자 및 3가지 수준이 서로 엇갈리도록 설계된 9개의 축류팬을 제작하였고, 실험내용의 객관성을 담보하기 위하여 각각 용량이 다른 3개의 냉장고(500ℓ, 420ℓ, 360ℓ)에 상기 9종류의 축류팬을 적용하고, 모두 동일한 풍량을 발생시킨다는 전제 조건하에 소음의 발생정도를 측정하였다.

실험 및 측정결과, 피치각도는 3수준(70°), 스윕각도는 1수준(25°), 캠버량은 1수준(4%), 날개의 수는 2수준(7개)으로 설계한 축류팬을 사용한 경우가 가장 적은 소음을 발생시킴을 알 수 있었다.

도 6은 종래의 축류팬을 사용한 경우(흰색 마크)와 본 발명에 의한 축류팬을 사용한 경우(검은색 마크)의 소음 발생정도를 비교하여 도시한 그래프이다.

도시된 바와 같이, 500ℓ용량의 냉장고의 경우는 약 1.8db, 420ℓ용량의 냉장고의 경우는 약 1.2db, 360ℓ용량의 냉장고의 경우는 약 2.8db 정도의 소음 저감효과가 있음을 알 수 있다.

본 발명은 냉장고의 축류팬의 설계인자의 설계값을 최적화함으로써, 동일한 효율(풍량)을 유지하는 전제에서 소음을 가장 감소시킬 수 있는 냉장고의 축류팬의 구조를 제시한다.

Claims (1)

1. 냉장고 내부의 냉기 순환용으로 사용되는 축류팬에 있어서,

   날개의 피치각도가 30°이상 40°이하이고, 날개의 스윕각도가 51°이상 61°이하이고, 날개의 캠버량이 3.5% 이상 4.5% 이하이고, 날개의 개수가 7 인 것을 특징으로 하는 냉장고의 축류팬