KR100565575B1

KR100565575B1 - 냉장고의 냉기순환 구조

Info

Publication number: KR100565575B1
Application number: KR1019990063747A
Authority: KR
Inventors: 안철오
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 1999-12-28
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2006-03-29
Also published as: KR20010061256A

Abstract

본 발명은 냉장고의 냉기순환 구조에 관한 것으로서,냉동실의 후측에 위치되는 그릴팬의 후방에 설치되어, 냉동실 및 냉장실에 냉기를 순환시키는 송풍팬을 포함하는 냉장고에 있어서, 상기 송풍팬은 축방향으로 냉기를 흡입하여 반경방향으로 토출시키는 후측으로 경사진 블레이드를 갖는 터보팬을 포함하여 구성되어, 상기 송풍팬에서 토출되는 냉기가 상기 그릴팬과 충돌하지 않는 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉기순환 구조를 제공한다.

냉장고, 냉기순환, 원심팬, 터보팬

Description

냉장고의 냉기순환 구조{structure for circulating cold air in refrigerator}

도 1은 종래의 냉장고의 냉기순환 구조를 도시한 단면도

도 2는 도 1의 송풍팬 부분에서의 냉기순환 구조를 확대하여 도시한 단면도

도 3은 본 발명에 따른 냉장고의 냉기순환 구조의 실시예를 도시한 단면도

도 4는 도 3의 터보팬을 확대하여 도시한 사시도

도 5는 도 3의 터보팬 부분에서의 냉기순환 구조를 확대하여 도시한 단면도

도 6은 본 발명에 따른 냉장고의 냉기순환 구조의 다른 실시예를 도시한 단면도

도 7은 종래와 본 발명을 비교한 것으로서, 풍량변화에 따른 압력변화를 도시한 그래프

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 모터 15 : 슈라우드

7 : 그릴팬 30 : 터보팬

32 : 주판 34 : 블레이드

36 : 벨 마우스

본 발명은 냉장고에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉기 유동시 발생하는 에너지 손실을 방지하고 또한 소음을 줄일 수 있는 냉장고의 냉기순환 구조에 관한 것이다.

공기조화기는 냉매(작동유체)의 압축, 응축, 팽창, 증발과정으로 이루어지는 냉동사이클을 이용하여 실내의 온도, 습도 등을 적절한 상태로 유지시켜 주는 장치이다. 상기 냉동사이클의 각 과정은 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기 등의 기기들에 의하여 행해진다.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여, 종래의 냉장고의 구조를 설명하면 다음과 같다.

냉장고(1)는 냉동실(3)과 냉장실(5)을 구비하며, 상기 냉동실(3)의 후측에는 증발기(9)가 설치되며, 상기 증발기(9)의 상부에는 냉기를 유동시키는 송풍팬(13) 및 상기 송풍팬(13)을 구동시키는 모터(11)가 설치된다.

그리고, 상기 송풍팬(13)의 전방에는 슈라우드(15)가 설치되며, 상기 슈라우드(15)의 전방에는 그릴팬(7)이 설치되어, 냉기의 유로를 형성하게 된다.

한편, 종래의 송풍팬(13)은 일반적으로 축류팬(axial fan)이 사용되며, 냉장고에 사용되는 축류팬은 가전용 냉장고의 특성상 저소음이 요구되므로 날개의 수가 적고, 허브(hub)비가 작은 것이 일반적이다.

도 1 및 도 2를 참조하여, 종래의 냉장고의 냉기순환을 설명하면 다음과 같 다.

냉장고가 구동되어 압축기(미도시) 및 송풍팬(13)이 작동하면 고온의 냉매가 증발기(9)로 유입된다. 증발기(9) 근처의 공기는 상기 증발기(9)와 열교환하여 온도가 낮아져 냉기가 된다. 냉기는 송풍팬(13)에 의하여 일부는 슈라우드(15)와 그릴팬(7) 사이의 공간을 통하여 냉장실(5)로 공급되고, 다른 일부는 그릴팬(7)에 형성된 냉기토출구를 통하여 냉동실(3)로 공급된다.

그러나, 종래의 냉장고의 냉기순환 구조는 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 종래에 송풍팬으로 사용되는 축류팬은 냉장고에 사용하기에는 적당치 못하다는 단점이 있다. 왜냐하면, 축류팬은 다른 방식의 송풍팬에 비하여 무부하 상태에서는 발생시킬 수 있는 유량(풍량)은 비교적 크지만, 특정 풍량에서 발생시킬 수 있는 정압은 매우 낮으므로 시스템 저항이 낮은 유로에 적합한 송풍팬이기 때문이다.

즉, 냉장고의 내부는 외부와 격리된 유동장이며, 증발기부와 냉기덕트 등에 의한 유로저항이 크고, 또한 슈라우드, 그릴팬 등의 구조물 때문에 축류팬으로의 흡입/토출에 상당한 시스템저항이 존재하기 때문이다. 따라서, 축류팬은 냉장고에서 송풍팬으로 사용하기에는 적합하지 못하다.

둘째, 축류팬에서는 회전축방향으로 냉기가 흡입되며, 역시 회전축방향으로 토출된다. 그런데, 축류팬과 그릴팬 사이의 간격이 작으므로 축류팬에서 토출된 냉기는 그릴팬과 충돌한 후 슈라우드와 그릴팬 사이의 공간을 따라 확산되며, 이 공간에서 서서히 압력을 회복하여 냉동실과 냉장실로 토출된다.

따라서, 협소한 유로에 기인한 에너지 손실이 커지며, 또한 충돌성분으로 인하여 시스템 저항은 커지게 되므로 이를 극복하고 원하는 풍량을 발생시키기 위해서는 축류팬이 회전수가 증가하여야 되므로 에너지 소비가 크게 된다. 또한, 회전수 증가에 의하여 소음 발생도 증가하게 된다.

셋째, 냉장고내에 많은 음식물을 보관하고 있는 경우에는 시스템 저항은 냉기 유로의 흡입구 및 토출구에서 모두 갑자기 증가하게 된다. 그런데, 상술한 바와 같이 축류팬은 흡입 및 토출측의 저항에 민감하게 반응하여 저항이 증가하면 풍량이 급격히 감소하게 된다. 따라서, 냉장고내에 냉기가 충분히 공급되지 못하여 냉장고내의 음식물이 부패할 위험까지 있다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 냉기 유동에 의한 에너지 손실을 줄이고, 또한 소음 발생을 효과적으로 방지할 수 있는 냉장고의 냉기순환 구조를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 부하변동에 따른 풍량변화를 줄여 냉장고 내부의 온도를 적정 온도로 유지하여 음식물을 신선하게 보관할 수 있는 냉장고의 냉기순환 구조를 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 냉동실의 후측에 위치되는 그릴팬의 후방에 설치되어, 냉동실 및 냉장실에 냉기를 순환시키는 송풍팬을 포함하는 냉장고에 있어서, 상기 송풍팬은 축방향으로 냉기를 흡입하여 반경방향으로 토출시키는 후측으로 경사진 블레이드를 갖는 터보팬을 포함하여 구성되어, 상기 송풍팬에서 토출되는 냉기가 상기 그릴팬과 충돌하지 않는 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉기순환 구조를 제공한다.

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따라서, 본 발명에 따르면 송풍팬으로서 냉장고에 적합한 원심팬(터보팬)을 사용하므로, 송풍팬 자체의 효율을 높일 수 있고, 이에 따라 냉장고 전체의 에너지 효율을 높일 수 있다. 또한, 냉장고 내의 음식물을 신선하게 유지할 수 있게 된다.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 냉장고의 냉기순환 구조의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다. 종래 기술과 동일한 구성요소는 동일 명칭 및 동일 부호를 부여하며 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명에 따른 냉장고의 냉기순환 구조의 일실시예를 개략적으로 도시한 단면도이다. 이를 참조하여 본 발명에 따른 냉장고의 냉기순환 구조를 설명하면 다음과 같다.

종래와 유사하게, 본 발명에서도 냉동실(3)의 후면에는 그릴팬(7)이 설치되며, 상기 그릴팬(7)과 냉동실(3)의 후벽 사이의 공간에는 증발기(9) 및 송풍팬이 설치된다.

다만, 본 발명에서는 송풍팬으로서 종래의 축류팬이 아닌 원심팬(radial fan)을 사용한다. 여기서, 상기 송풍팬은 원심팬 중에서 후방으로 기울어진 블레이드(backward curved blade)를 갖는 터보팬(turbo fan)(30)을 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 터보팬(30)에서는 회전축에 평행한 방향으로 냉기가 유입되며, 반경방향으로 냉기가 유출된다.

상세히 설명하면, 상기 터보팬(30)의 후방에는 상기 터보팬(30)으로의 흡입구를 형성하는 슈라우드(15)가 설치되며, 전방에는 상기 터보팬(30)에서 토출된 유동을 모아 정압을 회복시켜주는 그릴팬(7)이 설치된다. 물론 상기 터보팬(30)에는 모터(11)가 연결된다.

도 4를 참조하여 터보팬을 설명하면, 주판(32)의 상면에는 다수의 블레이드(34)가 소정 간격을 가지며 형성되고, 상기 블레이드(34)의 상방(즉, 공기 흡입측)에는 벨 마우스(36)(bell mouth)가 형성된다.

도 5을 참조하여, 본 발명에 따른 냉장고의 냉기순환 구조의 작용을 설명하면 다음과 같다.

증발기에서 열교환되어 냉각된 냉기는 슈라우드(15)를 통해 터보팬(30)으로 흡입된다. 흡입된 냉기는 블레이드(34)를 통과하면서 동압(운동에너지) 및 원심력에 의한 정압을 얻고 토출이 된다. 이때, 본 발명에서는 터보팬(30)을 사용하므로 토출되는 냉기는 유입방향에 대하여 대략 90도 꺽이게 된다. 즉, 터보팬(30)이 회전축과 수직한 방향(반경방향)으로 토출되므로, 그릴팬(7)과의 충돌이 거의 일어나지 않는다. 따라서, 충돌에 의한 에너지 손실이 발생하지 않는다.

그리고, 터보팬(30)에서 토출된 냉기는 슈라우드(15)와 그릴팬(7) 사이의 공간에서 정압을 회복하여 냉동실 및 냉장실에 각각 공급되게 된다.

도 6을 참조하여, 본 발명에 따른 냉장고의 냉기순환 구조의 다른 실시예를 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 터보팬(30)은 블레이드(34)의 상부 즉 유동 흡입부에 벨 마우스(36)가 부착되는 것이 일반적이다. 그러나, 주판(32), 블레이드(34) 및 벨 마우스(36)를 금형에서 1회로 제작하는 것이 불가능하여, 주판(32) 및 블레이드(34)를 하나로 성형하고 벨 마우스(36)를 따로 제작하여 융착하는 것이 대부분이다.

따라서, 본 발명에서 터보팬(30)을 사용할 때에는 제조원가를 절감하기 위하여 흡입측의 벨 마우스(36)를 생략하고 주판(32)에 블레이드(34)만 성형된 상태로 사용하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 터보팬(30)의 후측에는 공기의 유동을 안내하는 슈라우드(15)가 설치되므로 벨 마우스(36)가 없는 터보팬을 사용하는 것이 가능하기 때문이다.

상술한 본 발명에 따른 냉장고의 냉기순환 구조의 효과를 설명하면 다음과 같다.

첫째, 본 발명에 따르면, 터보팬에서 토출되는 냉기가 그릴팬과 충돌하지 않으므로 충돌에 의한 에너지 손실 및 소음 발생을 줄일 수 있으며, 또한 터보팬은 다른 방식의 송풍팬에 비하여 그 자체로도 효율이 높다. 따라서, 본 발명에 의하면 송풍팬의 효율을 개선함으로써 냉장고 전체의 에너지 소비를 줄일 수 있다는 장점이 있다.

둘째, 터보팬은 흡토출측의 시스템 저항이 변하더라도 매우 안정적이므로 냉장고내의 음식물의 유무에 관계없이 안정된 풍량을 얻을 수 있으므로 냉장고내의 음식물을 신선하게 유지할 수 있다.

도 7은 부하변동에 따른 풍량변화를 도시한 그래프로서, 실선(A)으로 표시된 것이 본 발명에 따른 터보팬이며, 파선(B)으로 표시된 것이 종래의 축류팬을 나타낸 것이다. 도 7에 도시한 바와 같이, 동일 부하변동(V)의 경우 종래의 축류팬에서는 풍량변화(Q1)가 매우 큰 반면에 본 발명의 터보팬에서는 풍량변화(Q2)가 매우 작음을 알 수 있다.

셋째, 본 발명에 따르면, 종래의 냉장고의 내부 구조를 변경하지 않고 단지 터보팬 만을 장착하면 되므로 비용측면에서 대단히 유리하다는 장점이 있다.

Claims

냉동실의 후측에 위치되는 그릴팬의 후방에 설치되어, 냉동실 및 냉장실에 냉기를 순환시키는 송풍팬을 포함하는 냉장고에 있어서,

상기 송풍팬은 축방향으로 냉기를 흡입하여 반경방향으로 토출시키는 후측으로 경사진 블레이드를 갖는 터보팬을 포함하여 구성되어, 상기 송풍팬에서 토출되는 냉기가 상기 그릴팬과 충돌하지 않는 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉기순환 구조.
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