KR102573584B1 - 냉장고의 기계실 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 기계실에는 팬 어셈블리가 설치되며, 상기 팬 어셈블리에는, 상기 베이스에 지지되며, 원형의 개구부를 가지는 쉬라우드; 상기 원형의 개구부에 설치되는 축류팬; 및 상기 쉬라우드로부터 상기 응축기를 향하는 방향으로 돌출되며, 상기 원형의 개구부의 하부에 구비되는 유동 가이드가 포함되어, 응축기를 바이패스 하는 유량을 감소할 수 있다.

Description

냉장고의 기계실 {A machine room for a refrigerator}

본 명세서는 냉장고의 기계실에 관한 것이다.

냉장고는 음식물을 저온으로 보관하는 가전 기기로서, 저장실이 항상 일정한 저온으로 유지되도록 하는 것이 필수적이다. 현재 가정용 냉장고의 경우, 저장실이 설정 온도를 기준으로 상한 범위와 하한 범위 내의 온도로 유지되도록 하고 있다. 즉, 저장실 온도가 상한 온도로 상승하면 압축기를 온 하여 냉동 사이클을 구동하여 저장실을 냉각하고, 저장실 온도가 하한 온도에 도달하면 압축기를 오프하여 냉동 사이클을 정지하는 방법으로 냉장고를 제어하고 있다. 이러한 제어방법을 정온제어라 이름한다.

냉장고의 기계실에는, 응축기의 일측에 제공되어 응축기의 방열에 도움을 주는 팬(응축 팬)이 구비될 수 있다.

한편, 상기 정온 제어를 수행할 때, 압축기의 온/오프 주기가 너무 자주 반복되면, 상기 응축 팬의 운전율(On-duty)이 증가하게 되고 이에 따라 응축 팬의 능력이 상대적으로 부족하게 될 수 있다. 결국, 응축기에서의 충분한 방열이 이루어지지 못하여 냉동 사이클의 응축온도가 증가하게 되고 이에 따라 압축기의 입력일이 증가하여 사이클 효율이 저하되는 문제점이 발생될 수 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 응축기 또는 응축 팬의 크기를 증가하여 응축열량을 증대시키는 방안을 고려해 볼 수 있으나, 냉장고 저장공간을 일정수준 크게 확보하기 위하여 상기 응축기 및 응축 팬이 설치되는 기계실의 크기를 너무 크게 형성할 수 없는 제한이 따른다.

따라서, 미리 결정된 응축기의 용량 및 응축 팬의 용량하에서, 응축열량을 최대한 확보하기 위하여 응축기를 통과하는 유량을 충분히 크게 할 필요가 있다. 다만, 기계실은 외부와 연통되고 기계실 내부에 위치하는 다수의 부품에 의하여 유동 저항이 발생되어 공기 유동이 응축기를 통과하지 못하고 새어 나가는 현상, 즉 바이패스 유동이 발생되는 문제점이 나타날 수 있다.

본 출원인은 응축기의 효율을 증가하기 위하여, 종래에 아래와 같은 출원을 실시하여 등록받은 바 있다.

1. 등록번호 (등록일자) : 10-0546680 (2006년 1월 19일)

2. 발명의 명칭 : 냉장고 기계실의 냉각구조

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 응축기를 통과하는 유량을 증가시킴으로써, 응축열량을 증대하고 냉동 사이클이 안정화 되고 그 효율이 증가될 수 있는 냉장고의 기계실을 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 냉동 사이클이 안정화 되어, 저장실 온도의 정온 제어가 이루어질 수 있는 냉장고의 기계실을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 응축기의 응축열량이 증대됨으로써 2개의 압축기가 초기 기동할 때 상기 2개의 압축기의 능력에 대응하는 응축열량을 제공하여, 사이클의 안정화가 신속히 이루어지는 냉장고의 기계실을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 응축 팬의 주변구조를 개선하여 응축기를 바이패스 하는 공기 유동(이하, 바이패스 유동)을 감소시킴으로써 응축기의 방열 효과를 증대시킬 수 있는 냉장고의 기계실을 제공하는 것을 목적으로 한다.

특히, 쉬라우드에 유동 가이드를 마련하여, 응축 팬과 트레이 사이의 공간으로 바이패스 유동이 발생되는 현상을 줄일 수 있는, 냉장고의 기계실을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 상기 유동 가이드의 형상과, 상기 유동 가이드의 두께 및 길이를 최적으로 제안하여, 바이패스 유동을 감소시킬 수 있는 냉장고의 기계실을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 기계실에는 팬 어셈블리가 설치되며, 상기 팬 어셈블리에는, 상기 베이스에 지지되며, 원형의 개구부를 가지는 쉬라우드; 상기 원형의 개구부에 설치되는 축류팬; 및 상기 쉬라우드로부터 상기 응축기를 향하는 방향으로 돌출되며, 상기 원형의 개구부의 하부에 구비되는 유동 가이드가 포함되어, 응축기를 바이패스 하는 유량을 감소할 수 있다.

상기 유동 가이드는, 상기 원형의 개구부의 곡률에 대응하여, 라운드지게 연장될 수 있다.

상기 유동 가이드는 U 형상을 가질 수 있다.

상기 축류팬에는, 팬 모터에 결합되는 허브 및 상기 허브의 외주면에 배치되는 다수의 블레이드가 포함되며, 상기 블레이드는 상기 쉬라우드로부터 상기 응축기를 향하여 돌출되는 것을 특징으로 한다.

상기 유동 가이드가 상기 쉬라우드로부터 상기 응축기를 향하여 돌출되는 제 1 높이(h1)는, 상기 블레이드가 상기 쉬라우드로부터 상기 응축기를 향하여 돌출되는 제 2 높이(h2)와 동일하여, 바이패스 유량을 줄이는 데 기여할 수 있다.

상기 유동 가이드가 상기 쉬라우드로부터 상기 응축기를 향하여 돌출되는 제 1 높이(h1)의 최대값은, 상기 팬 어셈블리로부터 상기 응축기까지의 설정 간격(S3)의 80%에서 형성될 수 있다.

상기 상기 팬 어셈블리로부터 상기 응축기까지의 설정 간격(S3)은 25mm이며, 상기 제 1 높이(h1)의 최대값은 20mm일 수 있다.

상기 허브의 중심(Ch)을 세로 지르는 연장선(ℓ2)은 상기 유동 가이드의 중심부(g1)을 지나며, 상기 유동 가이드의 중심부(g1)를 기준으로 상기 유동 가이드의 일측 단부의 중심각(θ)은 75~90°를 형성할 수 있다.

상기 유동 가이드의 중심부(g1)를 기준으로 상기 유동 가이드의 제 1 단부의 중심각(θ1)과, 상기 유동 가이드의 중심부(g1)를 기준으로 상기 유동 가이드의 제 1 단부의 중심각(θ2)은 동일할 수 있다.

상기 유동 가이드의 두께(W1)는 2~3mm의 범위에서 형성될 수 있다.

상기 베이스에 지지되며, 상기 응축기 및 상기 팬 어셈블리의 하측에 위치되는 트레이가 더 포함된다.

상기 응축기의 하단부는 상기 트레이의 저면부로부터 제 1 이격거리(S1)만큼 이격하여 배치되며, 상기 팬 어셈블리의 하단부는 상기 트레이의 저면부로부터 제 1 이격거리(S1)만큼 이격하여 배치된다.

상기 제 2 이격거리(S2)는 상기 제 1 이격거리(S1)보다 작은 것을 특징으로 한다.

상기 베이스에는, 압축기가 더 설치되고, 상기 응축기는 상기 압축기와 상기 팬 어셈블리의 사이에 배치된다.

상기 압축기에는 제 1,2 압축기가 더 포함되고, 상기 응축기 및 상기 팬 어셈블리는, 상기 제 1,2 압축기의 사이에 배치된다.

상기한 실시예에 따른 냉장고에 의하면, 응축기를 통과하는 유량을 증가시킴으로써, 응축열량을 증대하고 냉동 사이클의 효율을 증가시킬 수 있다는 장점이 있다.

그리고, 냉동 사이클이 안정화 되어, 저장실 온도의 정온 제어가 이루어질 수 있다는 장점이 있다.

또한, 응축기의 응축열량이 증대됨으로써 2개의 압축기가 초기 기동할 때 상기 2개의 압축기의 능력에 대응하는 응축열량을 제공할 수 있으므로, 사이클의 안정화가 신속히 이루어질 수 있게 된다.

또한, 응축 팬의 구조를 개선하여 응축기의 바이패스 유동을 감소시킴으로써 응축기의 방열 효과를 증대시킬 수 있다는 효과가 나타난다. 특히, 쉬라우드에 유동 가이드를 마련하여, 응축 팬과 트레이 사이의 공간으로 바이패스 유동이 발생되는 현상을 줄일 수 있다.

또한, 상기 유동 가이드가 쉬라우드의 하부 테두리를 따라 만곡된 형상을 가지고, 쉬라우드로부터 응축기를 향하는 방향으로 돌출되도록 구성되어, 응축 팬 하단부의 압력상승을 야기함으로써 상대적으로 저압을 형성하는 응축기측으로의 유량이 증가할 수 있다. 결국, 응축기를 통과하지 않는 바이패스 유량이 감소할 수 있게 된다.

또한, 상기 유동 가이드의 두께 및 길이가 최적으로 제안되어, 바이패스 유동을 감소시키고 응축기를 통과하는 유량을 증가시킬 수 있다는 효과가 나타난다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 기계실의 모습을 보여주는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 기계실의 모습을 보여주는 후면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 팬 어셈블리가 트레이에 설치된 모습을 보여주는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 팬 어셈블리가 트레이에 설치된 모습을 보여주는 측면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 팬 어셈블리의 구성을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 응축기 및 팬 어셈블리의 구성을 보여주는 정면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 응축기를 통과하는 공기유동의 영역(A1)과 바이패스 유동의 영역(A2)을 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 응축기 및 팬 어셈블리의 구성을 보여주는 평면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 유동 가이드의 중심각(θ)에 따른 유량의 변화를 보여주는 실험 그래프이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 유동 가이드의 돌출 길이(h1)에 따른 유량의 변화를 보여주는 실험 그래프이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 유동 가이드의 두께(w1)에 따른 유량의 변화를 보여주는 실험 그래프이다.
도 12a 및 도 12b는 종래기술에 따른 기계실 구조 및 본 발명의 실시예에 따른 기계실 구조에 대하여, 공기유동의 시뮬레이션 결과를 보여주는 도면이다.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 기계실의 모습을 보여주는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 기계실의 모습을 보여주는 정면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 팬 어셈블리가 트레이에 설치된 모습을 보여주는 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 기계실(10)은 냉장고 본체의 후방 상부에 배치될 수 있다. 상기 기계실(10)에는, 냉동 사이클을 구동하기 위한 다수의 부품이 설치될 수 있다. 상기 다수의 부품에는, 압축기(121,125)와, 응축기(130) 및 팬 어셈블리(140)가 포함된다.

상세히, 상기 기계실(10)은 냉장고의 후방 하부에 형성되며, 케이스(100)에 의하여 정의될 수 있다. 상기 케이스(100)에는, 양측의 측면패널(102)과, 상기 측면패널(102)의 상측에 구비되는 상면 패널(104) 및 상기 상면 패널(104)의 전방으로 경사지게 연장되는 전면 패널(106)이 포함된다. 상기 "전방"이라 함은, 냉장고를 기준으로, 냉장고 도어측을 향하는 방향이라 이해될 수 있다.

도면에 도시되지 않았으나, 상기 케이스(100)의 개구된 후방부에는 기계실 커버가 결합될 수 있다.

상기 케이스(100)의 하측에는, 상기 다수의 부품이 설치되는 베이스(110)가 구비될 수 있다. 상기 베이스(110)에는, 제 1 압축기(121), 응축기(130), 팬 어셈블리(140) 및 제 2 압축기(125)가 좌우 방향으로 차례로 배열될 수 있다. 상기 베이스(110)는 넓은 의미에서 상기 케이스(100)의 일 구성으로서 이해될 수 있다.

상기 압축기(121,125)에는, 제 1 압축기(121) 및 제 2 압축기(125)가 포함된다. 상기 제 1,2 압축기(121,125)는 상기 베이스(110)의 양측부 상면에 배치되며, 상기 제 1,2 압축기(121,125)의 사이에는 상기 응축기(130) 및 팬 어셈블리(140)가 설치될 수 있다.

일례로, 상기 제 1 압축기(121)는 냉장고의 냉장실을 냉각하기 위하여 구동되는 냉장실 압축기를 포함한다. 그리고, 상기 제 2 압축기(125)는 냉장고의 냉동실을 냉각하기 위하여 구동되는 냉동실 압축기를 포함한다. 상기 냉장고의 냉각모드, 즉 저장실(냉동실 및 냉장실)의 동시운전 모드, 냉동실 냉각운전 모드 또는 냉장실 냉각운전 모드의 여부에 따라, 상기 제 1,2 압축기(121,125) 중 적어도 하나의 압축기가 구동될 수 있다.

특히, 상기 저장실의 동시운전 모드에서, 냉장고 전원투입 후 제 1,2 압축기(121,125)의 초기 기동시, 냉동 사이클에 있어서 높은 응축열량을 요구할 수 있다. 따라서, 상기 동시운전 모드가 수행될 때, 상기 응축기(130)에서의 충분한 방열이 요구되며, 이에 맞추어 팬 어셈블리(140)의 성능이 요구될 수 있다.

상기 제 1 압축기(121)의 측방에는 상기 응축기(130)가 설치될 수 있다. 상기 응축기(130)에는 냉매 배관 및 핀이 결합되어 구성되며, 지지 플레이트(135)에 의하여 지지될 수 있다. 상기 지지 플레이트(135)는 상기 응축기(130)의 외면을 둘러싸도록 절곡되어 형성될 수 있다. 그리고, 상기 지지 플레이트(135)의 하부는 트레이(180)에 지지될 수 있다.

상기 응축기(130)의 측방에는, 상기 베이스(110)의 상측에 지지되는 팬 어셈블리(140)가 설치될 수 있다. 일례로, 상기 응축기(130)는 상기 제 1 압축기(121)와 상기 팬 어셈블리(140)의 사이에 배치될 수 있다. 그리고, 상기 팬 어셈블리(140)는 상기 응축기(130)와 상기 제 2 압축기(125)의 사이에 배치될 수 있다.

상기 팬 어셈블리(140)에는, 공기 유동을 발생시키는 응축 팬(150) 및 상기 응축 팬(150)을 둘러싸도록 배치되며 상기 응축 팬(150)을 경유하는 공기의 유로를 형성하는 쉬라우드(160)가 포함된다.

상기 응축 팬(150)에는 축방향으로 공기를 흡입하여 축 방향으로 공기를 토출하는 축류 팬이 포함된다. 상세히, 상기 응축 팬(150)에는, 허브(151) 및 상기 허브(151)의 외주면에 결합되는 다수의 블레이드(152)가 포함된다. 그리고, 상기 팬 어셈블리(140)에는, 상기 허브(151)에 결합되는 팬 모터(155)가 더 포함된다.

상기 응축 팬(150)이 구동하면, 상기 기계실(10)의 내부에는 공기 유동이 발생될 수 있다. 일례로, 상기 공기 유동은 상기 양측의 측면 패널(102) 중 일 측면패널로부터 타 측면패널을 향하도록 형성될 수 있다. 냉장고의 외부 케이스와 상기 케이스(100)의 사이에는 소정의 틈이 형성될 수 있고, 또는 상기 케이스(100) 또는 기계실 커버에는 공기 유입을 허용하는 유입 홀이 형성될 수 있다.

상기 공기 유동은 상기 응축기(130)를 통과하면서 상기 응축기(130)의 냉매 배관을 유동하는 냉매를 냉각할 수 있다. 이 과정에서, 상기 응축기(130)에는 방열이 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 공기 유동은 상기 제 1,2 압축기(121,125)를 지나면서 상기 제 1,2 압축기(121,125)를 냉각하는 효과도 얻을 수 있다.

상기 베이스(110)에는, 냉장고에서 발생되는 응축수 또는 제상수를 저장하는 트레이(180)가 설치될 수 있다. 상기 트레이(180)는 상기 응축기(130)의 하측에 배치될 수 있다. 상기 트레이(180)에 저장된 물은 상기 응축기(130)의 방열에 의하여 증발될 수 있다.

그리고, 상기 트레이(180)는 상기 팬 어셈블리(140)의 하측에 배치될 수 있다. 상기 트레이(180)에 저장된 물은 상기 팬 어셈블리(140)의 주변을 유동하는 공기에 의하여 증발될 수 있다. 즉, 상기 응축기(130) 및 상기 팬 어셈블리(140)는 상기 트레이(180)에 설치될 수 있다.

상기 트레이(180)의 상측에는, 냉장고에서 발생되는 응축수 또는 제상수를 상기 트레이(180)로 전달하는 제상수 튜브(185)가 배치될 수 있다. 상기 제상수 튜브(185)는 상기 상면 패널(104)에 결합되어 하방으로 연장될 수 있다. 상기 제상수 튜브(185)의 하단부는 상기 트레이(180)의 상면에 인접하게 위치될 수 있다.

상기 쉬라우드(160)에는, 원형의 개구부(162)를 가지는 상기 쉬라우드 본체(161)가 포함된다. 상기 개구부(162)에는 상기 응축 팬(150)이 설치될 수 있다.

상기 트레이(180)에는, 제상수 저장부(180a)를 형성하는 트레이 본체(181)가 포함된다. 상기 트레이 본체(181)는 일례로, 상부가 개방된 육면체의 형상을 가질 수 있다.

상기 트레이(180)에는, 상기 트레이 본체(181)의 저면을 형성하는 트레이저면부(186)가 포함된다. 상기 제상수 저장부(180a)는 상기 트레이 본체(181)의 내부공간으로서, 상기 트레이저면부(186)의 상측에 형성될 수 있다.

상기 트레이(180)에는, 상기 트레이저면부(186)로부터 상방으로 돌출되어 상기 응축기(130)를 지지하는 응축기지지부(182)가 더 포함된다. 상기 응축기지지부(182)에는, 상기 지지 플레이트(135)가 안착될 수 있다. 상기 지지 플레이트(135)가 상기 응축기지지부(182)에 안착됨으로써, 상기 응축기(130)의 하단부는 상기 트레이저면부(186)의 상측으로 제 1 이격거리(S1)만큼 이격하여 배치될 수 있다. 따라서, 상기 제상수 저장부(180a)에 저장된 물이 상기 응축기(130)에 접촉되는 것을 방지할 수 있다.

상기 트레이(180)에는, 상기 트레이저면부(186)로부터 상방으로 돌출되어 상기 팬 어셈블리(140)을 지지하는 팬 지지부(183)가 더 포함된다. 상기 팬 지지부(183)에는, 상기 쉬라우드(160)가 지지될 수 있다. 상기 쉬라우드(160)가 상기 팬 지지부(183)에 안착됨으로써, 상기 쉬라우드(160)의 하단부(163) 즉 상기 팬 어셈블리(140)의 하단부는 상기 트레이저면부(186)의 상측으로 제 2 이격거리(S2)만큼 이격하여 배치될 수 있다. 따라서, 상기 제상수 저장부(180a)에 저장된 물이 상기 팬 어셈블리(140)에 접촉되는 것을 방지할 수 있다.

상기 제 2 이격거리(S2)는 상기 제 1 이격거리(S1)보다 작게 형성될 수 있다. 이와 같이, 상기 응축기(130) 및 상기 팬 어셈블리(140)가 상기 트레이저면부(186)로부터 상방으로 이격하여 설치하는 구조에 의하여, 상기 응축 팬(150)이 구동하면 공기 유동은 상기 제상수 저장부(180a)가 형성되는 공간, 즉 상기 응축기(130)의 하측공간 및 상기 팬 어셈블리(140)의 하측공간을 통하여 유동하는 현상이 발생할 수 있다.

이러한 현상에 의하여, 상기 공기 유동이 상기 응축기(130)를 통과하지 못하고 상기 응축기(130) 하측의 공간으로 새어 나가면서 바이패스 유동을 형성할 수 있다.

이러한 바이패스 유동을 방지하기 위하여, 상기 쉬라우드(160)에는, 상기 쉬라우드 본체(161)로부터 상기 응축기(130)를 향하는 방향으로 돌출되어, 공기 유동이 상기 응축기(130)를 통과하도록 가이드 하는 유동 가이드(170)가 더 포함된다.

상기 유동 가이드(170)는 상기 응축기(130)와 상기 팬 어셈블리(140)의 사이에 배치되어, 상기 응축기(130)와 상기 팬 어셈블리(140)의 사이 공간에서의 압력 구배를 변경시킬 수 있다. 즉, 상기 유동 가이드(170)는 상기 유동 가이드(170)의 하측을 향하는 공기 유동을 방지하는 기능을 수행할 수 있다. 상세히, 상기 유동 가이드(170)에 의하여, 상기 응축 팬(150) 하단부의 압력상승을 야기함으로써 상대적으로 저압을 형성하는 응축기(130) 측으로의 유량이 증가할 수 있다. 결국, 응축기(130)를 통과하지 않는 바이패스 유량이 감소할 수 있게 된다 (도 12a 및 도 12b 참조).

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 팬 어셈블리가 트레이에 설치된 모습을 보여주는 측면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 팬 어셈블리의 구성을 보여주는 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 응축기 및 팬 어셈블리의 구성을 보여주는 정면도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 응축기를 통과하는 공기유동의 영역(A1)과 바이패스 유동의 영역(A2)을 보여주는 도면이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 응축기 및 팬 어셈블리의 구성을 보여주는 평면도이다.

먼저, 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유동 가이드(170)는 상기 쉬라우드(160)에 형성된 원형의 개구부(162)의 하부측에 배치되며, 상기 개구부(162)의 테두리를 따라 상기 쉬라우드 본체(161)로부터 돌출되도록 구성될 수 있다. 그리고, 상기 유동 가이드(170)는 상기 원형의 개구부(162)의 곡률에 대응하여 라운드지게 연장될 수 있다. 일례로, 상기 유동 가이드(170)는 U 형상 즉, 리버스 캡(reverse cap) 형상을 가지도록 구성될 수 있다.

상기 유동 가이드(170)는 상기 허브(151)의 중심(C_h)의 위치 또는 그보다 낮은 위치에 있을 수 있다. 상세히, 상기 허브(151)의 중심(C_h)을 가로 지르는 제 1 연장선(ℓ1)은 상기 유동 가이드(170)의 양 단부를 지나도록 형성된다. 즉, 상기 제 1 연장선(ℓ1)은 상기 유동 가이드(170)의 제 1 단부(171a) 및 제 2 단부(171b)를 지날 수 있다.

상기 허브(151)의 중심(C_h)을 세로 지르는 제 2 연장선(ℓ2)을 정의할 때, 상기 제 2 연장선(ℓ2)은 상기 쉬라우드(160)의 하단부(163)를 지날 수 있다. 그리고, 상기 제 2 연장선(ℓ2)은 상기 유동 가이드(170)를 2등분 하여, 상기 유동 가이드(170)의 중앙부(g1)를 지날 수 있다.

상기 허브(151)의 중심(C_h)에 대하여, 상기 유동 가이드(170)의 중앙부(g1)와 제 1 단부(171a)의 중심각(θ1, 제 1 중심각) 및 상기 유동 가이드(170)의 중앙부(g1)와 제 2 단부(171b)의 중심각(θ2, 제 2 중심각)이 정의될 수 있다. 상기 제 1 중심각(θ1) 및 상기 제 2 중심각(θ2)은 동일할 수 있다. 일례로, 상기 제 1 중심각(θ1) 및 상기 제 2 중심각(θ2)은 90도 이하의 값을 가질 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 유동 가이드(170)는 상기 쉬라우드 본체(161)로부터 상기 응축기(130)를 향하는 방향으로 제 1 높이(h1)만큼 돌출될 수 있다. 일례로, 상기 제 1 높이(h1)은 18~20mm의 범위에서 형성될 수 있다.

그리고, 상기 블레이드(152)는 상기 쉬라우드 본체(161)로부터 상기 응축기(130)를 향하는 방향으로 제 2 높이(h2)만큼 돌출될 수 있다. 즉, 상기 블레이드(152)의 전단부(152a)와 상기 상기 쉬라우드 본체(161)까지의 거리는 제 2 높이(h2)를 형성할 수 있다.

상기 제 1 높이(h1)와 상기 제 2 높이(h2)는 동일하게 형성될 수 있다. 달리 말하면, 상기 유동 가이드(170)의 전단부(175)를 세로 지르는 제 3 연장선(ℓ3)은 상기 블레이드(152)의 전단부(152a)를 지날 수 있다. 여기서, 상기 응축 팬(150)은 상기 응축기(130)의 후방에 위치하는 것으로 정의할 수 있으며, 상기 유동 가이드(170)의 전단부(175) 및 상기 블레이드(152)의 전단부(152a)는 상기 응축기(130)에 가장 가까운 단부로서 이해될 수 있다.

이러한 구조에 의하면, 상기 유동 가이드(170)가 상기 블레이드(152)의 하단부와 상기 트레이(180)의 저면부(186) 사이의 공간을 분리하는 분리막으로서 기능하여 상기 유동 가이드(170)의 하측공간이 고압을 형성하도록 유도할 수 있다.

도 6을 참조하면, 응축기(130)의 하단부로부터 상기 트레이저면부(186)까지의 거리는 제 1 이격거리(S1)를 형성하며, 상기 팬 어셈블리(140)의 하단부로부터 상기 트레이저면부(186)까지의 거리는 제 2 이격거리(S2)를 형성한다.

상기 제 1 이격거리(S1) 및 상기 제 2 이격거리(S2)에 의하여, 공기유동 중 일부의 유동은 상기 응축기(130)의 하측으로 유동하여 상기 응축기(130)를 바이패스 할 수 있다. 상세히, 도 6 및 도 7에 도시되는 바와 같이, 공기유동 중 상기 응축기(130)를 통과하는 유동은 제 1 영역(A1)에서 방열 유동을 형성하며, 상기 응축기(130)를 바이패스 하는 유동은 제 2 영역(A2)에서 바이패스 유동을 형성할 수 있다.

상기 제 2 영역(A2)은 상기 제 1 영역(A1)의 하측에 정의된다. 그리고, 상기 제 2 영역(A2)은 상기 제 1 이격거리(S1) 및 상기 제 2 이격거리(S2)에 의하여 정의되는 상기 트레이(180)의 내부영역으로서 이해될 수 있다.

그리고, 상기 팬 어셈블리(140)는 상기 응축기(130)의 후방에 위치되며, 상기 응축기(130)로부터 상기 팬 어셈블리(140)까지의 최단 거리, 즉 상기 응축기(130)로부터 상기 블레이드(152)의 전단부(152a) 사이의 거리는 제 3 이격거리(S3)를 형성한다.

상기 응축 팬(150)이 구동할 때, 상기 응축기(130)를 통한 공기유동이 원활히 이루어지도록 하기 위하여, 상기 응축기(130)와 상기 팬 어셈블리(140)와의 간격은 설정 간격 이상이 될 필요가 있다. 상기 설정 간격은 상기 제 3 이격거리(S3)를 형성할 수 있다.

상기 제 1 높이(h1) 또는 상기 제 2 높이(h2)의 최대 값은 상기 설정 간격의 80%에서 형성될 수 있다. 일례로, 상기 설정 간격은 약 25mm에서 형성될 수 있다. 상기 설정 간격이 25mm일 때, 상기 제 1 높이(h1) 또는 상기 제 2 높이(h2)의 최대 값은 20mm일 수 있다. 상기 제 1 높이(h1) 또는 상기 제 2 높이(h2)가 20mm보다 커지게 되면, 상기 유동 가이드(170)는 상기 응축기(130)로부터 상기 응축 팬(150)을 향하는 공기 유동을 방해할 수 있다.

도 8을 참조하면, 유동 가이드(170)의 두께(w1)가 정의될 수 있다. 상기 유동 가이드(170)의 두께(w1)가 너무 두꺼우면 공기유동을 방해할 수 있으며 제조비용이 증가할 수 있다.

반면에, 상기 유동 가이드(170)의 두께(w1)가 너무 얇으면, 상기 유동 가이드(170)의 강성이 약화되는 문제점이 발생될 수 있다. 따라서, 상기 유동 가이드(170)의 두께가 최적화 될 필요가 있으며, 일례로, 상기 유동 가이드(170)의 두께(w1)는 2~3mm에서 형성될 수 있다. 이와 관련된 실험결과에 대한 설명은 도 11을 참조하여 후술한다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 유동 가이드의 중심각(θ)에 따른 유량의 변화를 보여주는 실험 그래프이고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 유동 가이드의 돌출 길이(h1)에 따른 유량의 변화를 보여주는 실험 그래프이고, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 유동 가이드의 두께(w1)에 따른 유량의 변화를 보여주는 실험 그래프이다.

먼저, 도 9를 참조하면, 그래프의 가로축은 유동 가이드(170)의 중앙부(g1)를 세로 지르는 제 2 연장선(ℓ2)을 기준으로, 상기 유동 가이드(170)의 제 1 단부(171a) 또는 제 2 단부(171b)가 이루는 중심각(θ)을 나타낸다. 여기서, 상기 중심각(θ)은 제 1 중심각(θ1) 또는 제 2 중심각(θ2)일 수 있다. 그리고, 세로축은 상기 응축기(130)를 지나는 유량, 즉 상기 제 1 영역(A1)을 지나는 유량을 나타낸다.

그래프의 경향을 살펴보면, 상기 유동 가이드(170)의 중심각(θ)이 커질수록, 즉 상기 유동 가이드(170)의 제 1 단부(171a)로부터 제 2 단부(171b)까지의 길이가 길어질수록, 바이패스 유동을 저감하여 상기 응축기(130)를 지나는 유량이 증가할 수 있다.

다만, 상기 중심각(θ)이 100°이상이 되면, 상기 응축기(130)를 지나는 유량의 증가가 약 1.215(CMM)에서 수렴되는 결과를 나타낸다. 따라서, 유량 증가가 더 이상 확보되지 않은 이상, 유동 가이드(170)를 제조하기 위한 비용을 더 들여 상기 중심각(θ)을 증가시킬 필요가 없어진다. 그리고, 본 실시예에 따른 냉각 사이클의 응축성능을 확보하기 위하여, 상기 응축기(130)를 지나는 유량은 1.200(CMM) 이상이 될 필요가 있다. 따라서, 본 실시예에서, 상기 중심각(θ)은 75~90°로 최적화 되는 것을 제안한다.

도 10을 참조하면, 그래프의 가로축은 유동 가이드(170)가 쉬라우드 본체(161)로부터 상기 응축기(130)를 향하여 돌출되는 제 1 높이(h1)를 나타낸다. 그리고, 세로축은 상기 응축기(130)를 바이패스 하는 유량, 즉 상기 제 2 영역(A2)을 지나는 유량을 나타낸다.

그래프를 해석하여 보면, 상기 제 1 높이(h1)가 증가할수록 상기 바이패스 유량은 감소하는 경향을 가짐을 알 수 있다. 여기서, 상기 응축기(130)와 상기 유동 가이드(170)의 전단부(175) 사이의 거리는 25mm로 고정된다.

그리고, 기계실(10)의 정해진 좌우 폭등 제한사항을 고려할 때, 상기 제 1 높이(h1)를 계속 증가시키는 것은 제한된다. 따라서, 상기 제 1 높이(h1)의 최대값은 20mm로 형성될 수 있다. 그리고, 본 실시예에 따른 냉각 사이클의 응축성능을 확보하기 위하여, 상기 바이패스 유량은 0.030(CMM) 이하가 될 필요가 있다. 따라서, 본 실시예에서, 상기 제 1 높이(h1)는 16~20(mm)로 최적화 되는 것을 제안한다.

도 11을 참조하면, 그래프의 가로축은 유동 가이드(170)의 두께(w1)를 나타낸다. 그리고, 세로축은 상기 응축기(130)를 통과하는 유량(즉, A1을 지나는 유량) 및 상기 응축기(130)를 바이패스 하는 유량(즉, A2를 지나는 유량)의 값을 나타낸다.

그래프를 해석하여 보면, 상기 두께(w1)가 증가할수록 상기 A1을 지나는 유량 및 A2를 지나는 유량은 감소하는 경향을 가짐을 알 수 있다. 상기 A1을 지나는 유량에서, 상기 A2를 지나는 유량의 차이값을 유량차이(b)로 정의할 때, 본 실시예에 따른 냉각 사이클의 응축성능을 확보하기 위하여, 상기 유량차이(b)는 기준값(b1) 이상이 될 필요가 있다. 일례로, 상기 b1은 1.19(CMM)일 수 있다.

두께(w1)가 5mm 이상일 때 제조비용이 크며, 상기 유량차이(b) 또한 1.19(CMM) 이하인 것으로 나타난다. 따라서, 본 실시예에서, 상기 두께(w1)는 2-5(mm)로 최적화 되는 것을 제안한다.

도 12a 및 도 12b는 종래기술에 따른 기계실 구조 및 본 발명의 실시예에 따른 기계실 구조에 대하여, 공기유동의 시뮬레이션 결과를 보여주는 도면이다.

도 12a는 종래의 팬 어셈블리의 구성, 즉 유동 가이드가 구비되지 않는 팬 어셈블리에 있어서 응축기로부터 팬 어셈블리를 향하는 공기유동의 시뮬레이션을 보여주고, 도 12b는 본 발명의 실시예에 따른 팬 어셈블리의 구성, 즉 유동 가이드가 구비되는 팬 어셈블리에 있어서 응축기로부터 팬 어셈블리를 향하는 공기유동의 시뮬레이션을 보여준다.

도 12a를 참조하면, 응축기(130)의 하측에서 팬 어셈블리(140)의 하측으로 유동하는 공기유량이 상대적으로 큰 것을 알 수 있다. 반면에, 도 12b를 참조하면, 응축기(130)의 하측에서 팬 어셈블리(140)의 하측으로 유동하는 공기 유량이 상대적으로 작은 것을 알 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따른 유동 가이드(170)가 구비됨으로써, 응축기(130)를 바이패스 하는 바이패스 유동의 양이 감소하여, 냉각 사이클의 응축성능 및 응축효율이 개선됨을 알 수 있다.

10 : 기계실 100 : 케이스
110 : 베이스 121,125 : 제 1,2 압축기
130 : 응축기 140 : 팬 어셈블리
150 : 팬 160 : 쉬라우드
170 : 유동 가이드 180 : 트레이

Claims (15)

1. 응축기가 설치되는 베이스;
   상기 응축기의 측방에 이격하여 설치된 응축팬을 포함하고, 상기 베이스로부터 상방으로 이격된 하단부를 가지는 팬 어셈블리가 포함되며,
   상기 팬 어셈블리에는,
   상기 베이스에 지지되며, 원형의 개구부를 가지는 쉬라우드;
   상기 원형의 개구부에 설치되는 축류팬; 및
   상기 쉬라우드로부터 상기 응축기를 향하는 방향으로 돌출되며, 상기 팬 어셈블리의 하단부와 상기 베이스 사이의 이격된 공간을 통하여 바이패스 유동이 유입되는 것을 방지하도록 상기 원형의 개구부의 하부에 구비되는 유동 가이드가 포함되고,
   상기 유동 가이드는 상기 응축팬의 중심에 대응하는 높이에 형성되는 제1,2단부를 포함하고, 상기 제1,2단부로부터 하방으로 함몰된 형상을 가지는 냉장고의 기계실.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 유동 가이드는,
   상기 원형의 개구부의 곡률에 대응하여, 라운드지게 연장되는 냉장고의 기계실.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 유동 가이드는,
   U 형상을 가지는 냉장고의 기계실.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 축류팬에는, 팬 모터에 결합되는 허브 및 상기 허브의 외주면에 배치되는 다수의 블레이드가 포함되며,
   상기 블레이드는 상기 쉬라우드로부터 상기 응축기를 향하여 돌출되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 기계실.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 유동 가이드가 상기 쉬라우드로부터 상기 응축기를 향하여 돌출되는 제 1 높이(h1)는,
   상기 블레이드가 상기 쉬라우드로부터 상기 응축기를 향하여 돌출되는 제 2 높이(h2)와 동일한 것을 특징으로 하는 냉장고의 기계실.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 유동 가이드가 상기 쉬라우드로부터 상기 응축기를 향하여 돌출되는 제 1 높이(h1)의 최대값은,
   상기 팬 어셈블리로부터 상기 응축기까지의 설정 간격(S3)의 80%에서 형성되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 기계실.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 상기 팬 어셈블리로부터 상기 응축기까지의 설정 간격(S3)은 25mm이며,
   상기 제 1 높이(h1)의 최대값은 20mm인 것을 특징으로 하는 냉장고의 기계실.
8. 제 4 항에 있어서,
   상기 허브의 중심(Ch)을 세로 지르는 연장선(ℓ2)은 상기 유동 가이드의 중심부(g1)을 지나며,
   상기 유동 가이드의 중심부(g1)를 기준으로 상기 유동 가이드의 일측 단부의 중심각(θ)은 75~90°를 형성하는 냉장고의 기계실.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 유동 가이드의 중심부(g1)를 기준으로 상기 유동 가이드의 제 1 단부의 중심각(θ1)과,
   상기 유동 가이드의 중심부(g1)를 기준으로 상기 유동 가이드의 제 1 단부의 중심각(θ2)은 동일한 것을 특징으로 하는 냉장고의 기계실.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 유동 가이드의 두께(W1)는 2~3mm의 범위에서 형성되는 냉장고의 기계실.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스에 지지되며, 상기 응축기 및 상기 팬 어셈블리의 하측에 위치되는 트레이가 더 포함되는 냉장고의 기계실.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 응축기의 하단부는 상기 트레이의 저면부로부터 제 1 이격거리(S1)만큼 이격하여 배치되며,
    상기 팬 어셈블리의 하단부는 상기 트레이의 저면부로부터 제 2 이격거리(S2)만큼 이격하여 배치되고,
    상기 제 2 이격거리(S2)는 상기 제 1 이격거리(S1)보다 작은 것을 특징으로 하는 냉장고의 기계실.
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스에는, 압축기가 더 설치되고,
    상기 응축기는 상기 압축기와 상기 팬 어셈블리의 사이에 배치되는 냉장고의 기계실.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 압축기에는 제 1,2 압축기가 더 포함되고,
    상기 응축기 및 상기 팬 어셈블리는, 상기 제 1,2 압축기의 사이에 배치되는 냉장고의 기계실.
15. 응축기가 설치되는 베이스;
    상기 응축기의 측방에 이격하여 설치되는 응축팬을 포함하고, 상기 베이스로부터 상방으로 이격된 하단부를 가지는 팬 어셈블리가 포함되며,
    상기 팬 어셈블리에는,
    상기 베이스에 지지되며, 원형의 개구부를 가지는 쉬라우드;
    상기 원형의 개구부에 설치되는 축류팬; 및
    상기 팬 어셈블리의 하단부와 베이스 사이의 이격된 공간으로 바이패스 유동이 유입되는 것을 제한하는 유동 가이드가 포함되고,
    상기 응축팬은 상기 쉬라우드의 개구부에 배치되고, 상기 응축기를 향하여 제1높이만큼 돌출하는 다수의 블레이드를 포함하고,
    상기 유동 가이드는 상기 원형의 개구부의 하부를 따라 연장하여 양단의 제1,2단부를 형성하고, 상기 제1,2단부는 상기 응축기를 향하여 상기 제1높이에 대응하는 제2높이만큼 돌출하는 냉장고의 기계실.

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