KR20030039631A - 냉기순환효율이 향상된 냉장고 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장실 측으로의 냉기 유동이 효율적으로 이루어지도록 하는 냉장고에 관한 것으로, 본 발명에 따른 냉장고는 송풍팬 어셈블리(30)의 슈라우드(36)의 외곽에서 슈라우드(36)와 동일한 곡률로 만곡된 컷오프를 구성함으로써, 축류팬(32)의 원심력에 의해 와류가 형성되는 것을 방지하는 유로 스크롤(40)이 구비된 것을 특징으로 하여 이루어진다.

여기서, 상기 유로 스크롤(40)의 컷오프 설치각도( θ)는 축류팬(32)의 수직중심선을 기준으로 냉기분배 덕트(22) 측으로 25 ~ 65° 이고, 축류팬 반지름(R) 대비 컷오프 설치반지름(Rc)의 비율(Rs)은 1.23 ~ 1.33 인 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면 컷오프가 형성된 유로 스크롤에 의해 축류팬 상방에서의 와류현상이 감소되어, 냉기분배 덕트 측으로의 냉기유동압력이 높아지기 때문에 축류팬의 회전속도를 과도하게 높이지 않고도 냉장실측으로 충분한 냉기를 공급할 수 있게 된다.

따라서, 냉장고의 소비전력이 줄어드는 등, 냉장고의 상품성이 향상된다는 이점이 있다.

Description

냉기순환효율이 향상된 냉장고{Refrigerator with efficient air circulation system}

본 발명은 냉장고에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉장실 측으로의 냉기 유동이 효율적으로 이루어지도록 하는 냉장고에 관한 것이다.

냉장고는 음식물 등을 냉동시키거나, 냉장보관하기 위해 사용되는 것으로서, 도 1, 2에 나타난 것과 같이 냉동실(101)과 냉장실(102)로 분리된 수납공간을 형성하는 케이스(10) 및 상기 케이스(10)의 일측에 장착되어 냉동실(101)과 냉장실(102)을 개폐하는 냉동, 냉장실 도어(12)와, 압축기(14), 응축기(16) 및 증발기(18) 등과 같이 냉동사이클을 이루어 냉기를 형성하는 기기들을 포함하여 구성되어 있다.

이러한 냉장고에서는 압축기(14)에 의해 저온 저압의 기상 냉매가 고온 고압으로 압축되고, 압축된 고온 고압의 기상 냉매가 응축기(16)를 지나는 과정에서 냉각 응축되어 고압의 액상으로 전환되며, 고압의 액체상태로 된 냉매는 모세관(미도시)을 통과하면서 그 온도와 압력이 낮아진 다음, 계속해서 증발기(18)에서 저온 저압의 기체상태로 변하면서 주위로부터 열을 빼앗아 그 주위의 공기를 냉각시키게 된다.

한편, 냉장고에는 증발기(18) 주위에서 형성된 냉기를 냉동, 냉장실(101)(102)을 거쳐 순환시키기 위한 냉기순환유로가 구비되어 있는데, 상기 냉기순환유로는 증발기(18)가 설치된 증발기실(181)의 앞쪽에 구성된 냉동실덕트(20)와, 상기 냉동실 덕트(20)로부터 냉장실(102)로 이어진 냉기분배 덕트(22)와, 상기 냉기분배 덕트(22)와 연결되며 냉장실(102)에 구성된 냉장실 덕트(24) 및, 냉동실(101)과 냉장실(102) 사이에 형성되어 증발기실(181)로 연결된 냉기흡입 덕트(26)로 이루어져 있다.

냉동실 덕트(20) 및 냉장실 덕트(24)에는 다수개의 냉기토출구(20a)(24a)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 증발기실(181)의 일측에는 냉동실 덕트(20)측으로 송풍작용을 행하는 송풍팬 어셈블리(30)가 구비되어 있는데, 상기 송풍팬 어셈블리(30)는 축류팬(32) 및 이를 회전시키는 구동모터(34)와, 축류팬(32) 외곽의 슈라우드(36)로 이루어져 있다.

이와 같은 냉기순환유로에 의하면 증발기실(181)에서 형성된 냉기(도면상 화살표시)가 축류팬(32)의 회전작동에 의해 냉동실 덕트(20)로 유입되고, 냉동실 덕트(20)로 유입된 냉기는 냉기토출구(20a)를 통해 냉동실(101)로 토출됨과 더불어, 냉기분배 덕트(22)를 타고 냉장실 덕트(24)로 공급된 다음, 냉장실(102)내로 토출되어 냉동, 냉장작용을 행하게 된다.

그리고, 냉동, 냉장실(101)(102)로 토출된 냉기는 냉동실(101) 하단 및 냉장실(102) 상단의 냉기흡입구(26a)를 통해 냉기흡입 덕트(26)로 유입된 다음, 증발기실(181)로 유동됨으로써 재차냉각되는 순환작동을 반복적으로 진행하게 된다.

한편, 이와 같은 냉장고의 냉기순환유로에 의하면, 냉동실 덕트(20)와 냉장실 덕트(24)를 연결하는 냉기분배 덕트(22)의 통기면적이 좁고, 굴곡이 심하기 때문에 도 3에 나타난 것과 같이 냉동실 덕트(20)에서 냉장실 덕트(24)로 유동하는 냉기(도면상 화살표시)가 큰 유로저항을 받게 된다.

또한, 축류팬(32)의 작동특성상 증발기실(181)에서 냉동실 덕트(20)로 토출되는 냉기가 원심력에 의해 축류팬(32)의 반경방향으로 강하게 유동됨으로써, 여유공간이 부족한 축류팬(32)의 상방에서는 와류가 형성된다.

이러한 와류현상에 의하면 냉동실 덕트(20)로 토출되는 냉기의 유동효율이 떨어지며, 축류팬(32)의 회전속도에 따라 와류의 세기 또한 강해지므로, 축류팬(32)의 회전속도가 일정수준 이상이 되면, 강한 와류가 형성되어 축류팬(32)의 회전작동에 방해가 되기도 하고, 경우에 따라서는 냉기가 냉장실(102)에서 냉동실(101)로 역유동하는 현상이 발생하기도 한다.

따라서, 상술한 바와 같은 종래기술에 의하면 냉동실 냉기유동량 대비 냉장실 냉기유동량 비율(80 : 20)이 적절하게 유지되지 못하고, 냉장실(102)측으로의 냉기유동량이 감소되기 때문에 냉장실(102)에서 필요하는 냉기량을 만족시키기 위해서는 축류팬(32)의 회전속도를 높여야 하며, 이에 따라 냉장고의 소비전력 및 작동소음이 증가한다는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 축류팬의 상방에 유로 스크롤이 구성됨으로써 냉동실 덕트에서의 와류현상이 감소되고, 냉장실로의 냉기유동효율이 향상되는 냉장고의 제공을 목적으로 한다.

도 1은 일반적인 냉장고의 구조를 나타낸 단면도이다.

도 2는 일반적인 냉장고의 냉기순환유로를 나타낸 개략도이다.

도 3은 종래기술에 따른 냉동실 유로구조를 나타낸 단면도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 요부구조를 나타낸 단면도이다.

도 5의 a, b는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고에서의 냉기순환량을 나타낸 그래프이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 케이스 101: 냉동실

102: 냉장실 18: 증발기

181: 증발기실 20: 냉동실 덕트

22: 냉기분배 덕트 24: 냉장실 덕트

30: 송풍팬 어셈블리 32: 축류팬

34: 구동모터 36: 슈라우드

40: 유로 스크롤

상기 목적을 달성하기 위하여 제공되는 본 발명에 따른 냉장고는, 송풍팬 어셈블리의 슈라우드의 외곽에서 슈라우드와 동일한 곡률로 만곡된 컷오프를 구성함으로써, 축류팬의 원심력에 의해 와류가 형성되는 것을 방지하는 유로 스크롤이 구비된 것을 특징으로 하여 이루어진다.

여기서, 상기 유로 스크롤의 컷오프 설치각도는 축류팬의 수직중심선을 기준으로 냉기분배 덕트 측으로 25 ~ 65° 이고, 축류팬의 반지름 대비 컷오프 설치반지름 비율은 1.23 ~ 1.33 인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도 4와 도 5를 참조로 하여 상세하게 설명하며, 본 발명의 내용 중 종래구성과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 냉장고는 도 4에 나타난 것과 같이 축류팬(32)의 상방에 원심력에 의해 와류가 형성되는 것을 방지하는 유로 스크롤(40)이 구비된 것을 특징으로 하여 이루어진다.

여기서, 상기 유로 스크롤(40)은 슈라우드의 외곽에서 슈라우드와 동일한 곡률로 만곡된 컷오프(cut-off)를 구성하는 형태로 이루어지는데, 컷오프의 특성을 결정하는 인자로서는 컷오프 반지름(Cr), 컷오프 설치각도( θ), 컷오프 설치반지름(Rc), 축류팬 반지름(R)과 컷오프 설치반지름(Rc)의 비율(Rs) 등이 있다.

상기 컷오프 반지름(Cr)은 컷오프의 내주면과 접하는 가상중심원(도면상 가상선 표시)의 반지름이며, 컷오프 설치각도(θ)는 가상중심원의 중심점과 축류팬(32)의 수직기준선(도면상 Y축)이 이루는 각도이며, 컷오프 설치반지름(Rc)은 축류팬(32)의 중심점에서 컷오프의 가상중심원 중심점 간의 거리이다.

그리고, 축류팬 반지름(R)대비 컷오프 설치반지름(Rc)의 비율(Rs)은, 컷오프 설치반지름(Rc)을 축류팬 반지름(R)으로 나눈 값(Rc/R)이다.

본 실시예에 의하면 상기 컷오프는 축류팬(32)의 수직기준선을 기준으로 냉기분배 덕트(22)측(도면상 우측)에 형성되어, 컷오프 설치각도( θ)가 25 ~ 65° 인 것을 특징으로 하여 이루어진다.

이른 실험결과에 따른 것으로 도 5의 a에 나타난 것과 같이 컷오프 설치각도( θ)가 25 ~ 65°일 때 냉장실(102)로 공급되는 냉기량이 증가하는 것을 알 수 있다.

또한, 본 실시예에 의하면 축류팬 반지름(R) 대비 컷오프 설치반지름(Rc)의 비율(Rs)이 1.23 ~ 1.33 이 되는데, 이 역시 실험결과에 따른 것으로, 도 5의 b에 나타난 것과 같이 컷오프 설치각도( θ)가 45°인 상태에서 컷오프 설치반지름(Rc) 증가에 따른 냉장실(102)의 풍량변화를 측정한 결과 축류팬 반지름(R) 대비 컷오프 설치반지름(Rc)의 비율(Rs)이 1.23 ~ 1.33 일 때 냉장실(102)로 공급되는 냉기량이 증가하는 것을 알 수 있다.

여기서, 상기 축류팬 반지름(R) 대비 컷오프 설치반지름(Rc)의 비율(Rs)은 축류팬(32)의 작동소음과도 밀접한 관계가 있는데, 축류팬 반지름(R) 대비 컷오프 설치반지름(Rc)의 비율(Rs)이 1.23 미만이 되면 축류팬(32)과 컷오프 사이의 간섭에 의해 날개깃 통과 주파수(BPF: Blade Passing Frequency)가 증가하여 결과적으로 소음이 커지게 된다.

따라서, 상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의하면 컷오프가 형성된 유로 스크롤(40)에 의해 축류팬(32) 상방에서의 와류현상이 감소되어, 냉기분배 덕트(22) 측으로의 냉기유동압력이 높아지기 때문에 축류팬(32)의 회전속도를 과도하게 높이지 않고도 냉장실(102)측으로 충분한 냉기를 공급할 수 있게 된다.

축류팬(32)의 규격과 풍량이 종래와 동일할 경우, 본 발명의 실시예에 의하면 축류팬(32)의 회전속도가 100rpm 이상 저감되었으며, 소비전력은 14%, 송풍소음은 2dB(A)가 저감되었다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 축류팬의 상방에 구성되는 유로 스크롤에 의해 증발기실에서 토출되는 냉기의 와류현상이 감소됨으로써, 결과적으로 냉기분배덕트로 유입되는 냉기의 유동저항이 줄어들기 때문에 냉장고의 소비전력이 줄어드는 등, 냉장고의 상품성이 향상된다는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 축류팬과, 상기 축류팬을 회전시키는 구동모터와, 축류팬 외곽의 슈라우드로 구성되며, 냉동실 후면의 증발기실 일측에 구비된 송풍팬 어셈블리 및,

   증발기실의 앞쪽에 구성된 냉동실 덕트와, 상기 냉동실 덕트로부터 냉장실로 이어진 냉기분배 덕트와, 상기 냉기분배 덕트와 연결되며 냉장실 내측에 구성된 냉장실덕트 및, 냉동실과 냉장실 사이에 형성되어 증발기실로 연결된 냉기흡입덕트로 구성된 냉기순환유로

   를 포함하는 냉장고에 있어서;

   상기 축류팬의 상방에는, 슈라우드의 외곽에서 슈라우드와 동일한 곡률로 만곡된 컷오프를 형성함으로써, 축류팬의 원심력에 의해 와류가 형성되는 것을 방지하는 유로 스크롤이 구비된 것을 특징으로 하는 냉장고.
2. 제1항에 있어서,

   상기 유로 스크롤의 컷오프 설치각도는 축류팬의 수직중심선을 기준으로 냉기분배 덕트 측으로 25 ~ 65°인 것을 특징으로 하는 냉장고.
3. 제1항에 있어서,

   축류팬의 반지름 대비 컷오프 설치반지름 비율은 1.23 ~ 1.33 인 것을 특징으로 하는 냉장고.