KR20050114975A

KR20050114975A - 냉각팬

Info

Publication number: KR20050114975A
Application number: KR1020040040112A
Authority: KR
Inventors: 김욱; 김창준; 류호선
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-06-02
Filing date: 2004-06-02
Publication date: 2005-12-07
Also published as: KR100641111B1; US20050271521A1; US7399085B2; CN100362246C; CN1704614A

Abstract

본 발명은 냉각팬에 관한 것으로서, 모터에 의해 회전하며 강제 송풍하는 팬과, 상기 팬이 장착될 수 있도록 소정의 내경이 관통되어 형성된 팬하우징과, 상기 내경의 일측 끝단부, 즉 공기가 유입되는 방향의 끝단부 라운드가 공기가 유출되는 방향인 타측 끝단부 라운드보다 작게 형성되어 구성됨으로써, 작동중 발생되는 소음을 저감할 수 있도록 한 것이다.

Description

냉각팬{FAN FOR COOLING}

본 발명은 냉각팬에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엘씨디 프로젝션 텔레비젼의 광학계를 냉각하는 냉각팬의 구조를 개선하여 냉각시 발생되는 소음을 저감할 수 있도록 하는 냉각팬에 관한 것이다.

일반적으로 냉각팬은 기기의 작동중에 발생되는 열을 방열하여 열에 의한 기기의 손상을 방지하기 위한 장치로써, 강제로 공기를 송풍시키고, 그 공기의 유동에 의해 열이 방열되는 것이다.

그러한 냉각팬이 열을 방출하여 기기의 손상을 방지하는 중요한 수단으로 작용하는 장치중 하나인 엘씨디 프로젝션 텔레비젼을 일예를 들어 설명하면, 일반적으로 LCD(Liquid Crystal Display) 프로젝션 텔레비젼은 슬라이드 환등기 및 OHP, 실물화상기 등을 이용한 브리핑이나 교육에서 보다 발전되어, 컴퓨터 및 캠코더,DVD,VTR 등을 LCD 프로젝션 텔레비젼에 직접 연결하여 스크린에 투사시켜 각종 프리젠테이션이나 멀티미디어 교육을 할 수 있는 첨단 시청각용 영상기기이다.

이러한 프로젝션 텔레비젼의 광원으로 사용되는 램프에서 발생되는 열을 냉각하기 위해 냉각팬이 장착되는 것이다.

상기와 같은 용도로서 널리 사용되고 있는 일반적인 엘씨디 프로젝션 텔레비젼의 광원으로 사용되는 램프에서 발생되는 열을 냉각하기 위해 장착되는 냉각팬의 장착구조는 도 1에 도시한 바와 같이, 종래 엘씨디 프로젝션 텔레비젼은 광원으로서 그 외주면이 길이방향을 따라 곡률로 형성된 램프(1)를 사용하고 있으며, 이 램프(1)는 교환과 취급을 용이하게 하기 위해 램프하우징(10)을 통해 장착되어 있다.

또한, 상기와 같은 램프(1)의 작동시에는 고열이 발생하게 되는 바, 램프(1)에서 발생되는 고열로 인해 엘씨디 프로젝션 텔레비젼의 내부온도가 상승하게 되면 각종 회로의 동작에 이상을 주게 되고, 심한 경우 과열에 의해 회로기판에 이상이 발생되기도 한다.

이를 방지하기 위해 상기 램프하우징(10)에는 램프 냉각장치가 구비되어 있는 바, 상기 램프하우징(10)의 양 측면(또는 상/하면)에는 열의 방출 또는 외기와의 열교환을 위한 복수개의 관통공(11)이 관통 형성되어 있으며, 램프하우징(10)의 외측에 형성된 관통공(11)을 통해 유입되는 공기에 의해 외기와의 열교환이 원활하게 이루어지도록 강제 송풍시키는 냉각팬(20)이 설치되어 있다.

상기 냉각팬(20)은 내부에 형성된 모터(미도시)에 의해 회전하는 허브(22)의 외주면에 방사형으로 돌출된 다수개의 회전날개(23)가 형성된 팬(21)과, 상기 팬(21)의 삽입되어 고정되도록 두께방향으로 관통된 내경(26)을 갖는 팬하우징(25)으로 이루어진다.

또한, 대량 생산되어 사용되는 기존의 상기 냉각팬(20)은 다용도로 사용하기 위하여 도 2에 도시한 바와 같이 램프하우징(10)에 접하며 램프(1)에서 발생된 열을 흡열한 공기가 팬으로 유입되는 유입구측의 내경 끝단부 라운드(R1)와 그 흡열한 공기를 외부로 방출하는 유출구측의 내경 끝단부 라운드(R2)가 동일하게 형성되어 있다.

상기와 같이 구성된 엘씨디 프로젝션 텔레비젼에서 최대의 발열원인 램프(1)를 냉각시키기 위해서 냉각팬(20)에 전원을 공급하여 팬(21)을 회전시키면 팬(21)의 강제 송풍에 의해 램프하우징(10)의 일측에 형성된 관통공(11)을 통해 램프하우징(10) 내부로 공기가 유입되고, 유입된 공기는 램프(1)에서 발생되는 열을 흡열한 후에 냉각팬(20)의 관통공(26)을 지나 엘씨디 프로젝션 텔레비젼의 외부로 방출된다.

이때, 엘씨디 프로젝션 텔레비젼의 주요 냉각원인 냉각팬(20)은 충분한 풍량을 발생시켜 램프(1)를 적정온도 이하로 냉각시켜야 함과 동시에 저소음으로 텔리비젼 시청에 방해가 되지 않아야 한다.

그러나, 상기와 같이 구성된 엘씨디 프로젝션 텔레비젼의 램프(1)는 안전망 즉, 램프하우징(10)으로 둘러싸여 공기의 유동에 대한 저항이 크고, 또한 협소한 유로와 램프(1) 자체가 유동에 대한 저항이 크기 때문에 냉각팬(20)이 고정압 고풍량 성능을 갖아야 하므로, 이는 소음의 원인이 되는 것이다.

또한, 도 2에 도시한 바와 같이 내경(26)의 유입구측의 라운드(R1)와 유출구측의 라운드(R2)가 동일하게 형성된 팬하우징(25)에서는 도 3에 도시한 바와 같이 냉각팬(20)에서 발생된 소음이 유출구측으로 방사되며 엘씨디 프로젝션 텔레비젼의 소음(N2)은 유입구측의 소음(N1)보다 유출구측의 소음(N2)이 더 크게된다.

그리고, 도 3에 알 수 있듯이 유출구측의 경우 저주파 영역의 광역 소음이 높은데 이는 냉각팬(20)에 의한 유동소음이며 그 크기는 대략 27dBA정도가 되므로, 텔레비젼 시청을 방해하는 문제점이 있다.

상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 냉각팬 구조를 개선하여 작동 중 냉각팬에서 발생되는 소음을 저감할 수 있도록 하는 냉각팬을 제공함에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 냉각팬은 모터에 의해 회전하며 강제 송풍하는 팬과, 상기 팬이 장착될 수 있도록 소정의 내경이 관통되어 형성된 팬하우징과, 상기 내경의 일측 끝단부, 즉 공기가 유입되는 방향의 끝단부 라운드가 공기가 유출되는 방향인 타측 끝단부 라운드보다 작게 형성되어 구성된다.

또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 또 다른 냉각팬은 램프에서 생성된 백색광이 R, G, B 세가지 빛으로 분리되어 입사되는 광학계와, 상기 광학계를 냉각하는 냉각팬이 구비되어 이루어진 엘씨디 프로젝션 텔레비젼에 있어서, 상기 냉각팬은 소음을 저감하기 위하여 팬이 장착되도록 팬하우징 중앙부에 형성된 내경의 일측 끝단부, 즉 공기가 유입되는 방향의 끝단부 라운드가 공기가 유출되는 방향인 타측 끝단부 라운드보다 작게 형성되어 구성된다.

이하 본 발명의 일 실시예인 냉각팬을 첨부된 도면을 참고하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같고, 종래 구조와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 도 1을 인용한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예인 냉각팬의 도시한 단면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 팬의 측면도이고, 도 6은 도 4에 도시된 팬의 정면도로써, 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예인 냉각팬이 장착된 엘씨디 프로젝션 텔레비젼은 광원으로서 그 외주면이 길이방향을 따라 곡률로 형성된 램프(1)를 사용하고 있으며, 이 램프(1)는 교환과 취급을 용이하게 하기 위해 램프하우징(10)을 통해 장착되어 있다.

상기 램프하우징(10)에는 램프 냉각장치가 구비되어 있는 바, 상기 램프하우징(10)의 양 측면(또는 상/하면)에는 열의 방출 또는 외기와의 열교환을 위한 복수개의 관통공(11)이 관통 형성되어 있으며, 램프하우징(10)의 외측에 형성된 관통공(11)을 통해 유입되는 공기에 의해 외기와의 열교환이 원활하게 이루어지도록 강제 송풍시키는 냉각팬(120)이 설치되어 있다.

상기 냉각팬(120)은 내부에 형성된 모터(미도시)에 의해 회전하는 허브(122)의 외주면에 방사형으로 돌출된 다수개의 회전날개(123)가 형성된 팬(121)과, 상기 팬(121)의 삽입되어 고정되도록 두께방향으로 관통된 내경(126)을 갖는 팬하우징(125)으로 이루어지고, 상기 회전날개(123)는 일곱 개로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 팬하우징(125)은 도 4에 도시한 바와 같이 램프하우징(10)에 접하며 램프(1)에서 발생된 열을 흡열한 공기가 팬(121)으로 유입되는 내경(126) 일측 끝단부인 유입구측 라운드(R3)가 그 흡열한 공기를 외부로 방출하는 내경(126) 타측 끝단부인 유출구측 라운드(R4)보다 작게 형성되고, 상기 팬하우징(125)은 정사각형 형상을 갖으며 그 두께는 상기 팬하우징(125) 외주면인 한변 길이의 약 30∼35% 정도로 형성되고, 그 중앙부에 팬하우징(125) 외주면인 한변 길이의 약 95∼97% 정도의 길이를 갖는 내경(126)이 관통되어 형성된다.

이때, 유입구측 라운드(R3)는 1∼2밀리미터로 형성되고, 유출구 라운드(R4)는 9∼13밀리미터로 형성되어 구성된다.

도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이 상기 팬(121)은 모터(미도시)에 의해 회전하는 허브(122)와, 상기 허브(122)의 외주면에 방사형으로 돌출된 다수개의 회전날개(123)로 구성되고, 상기 팬(121)의 폭은 팬하우징(125) 폭 크기의 약 70∼75% 정도의 크기를 갖으며, 팬(121)의 직경은 팬하우징(125)에 형성된 내경(126)의 약 96∼98% 정도의 크기를 갖는다. 그리고, 상기 허브(122)의 직경은 팬(121) 전체 직경의 40∼45% 정도의 크기를 갖으며, 회전날개(123)는 허브(122)의 외주면에 정간격을 두고 형성된다.

그리고, 도 6에 도시한 바와 같이 팬(121)이 평면상태에 놓였을 시, 도시된 Y축 방향에 대해 회전날개(123)가 꺾인 각도를 스윕각도(a)라고 하는데, 본 발명의 회전날개(123)의 스윕각도(a)는 38도∼42도 정도를 크기를 갖게 하고, 도 5에 도시한 바와 같이 팬(121)이 수직상태에 놓였을 시, 도시된 Z축 방향에 대해 회전날개(123)가 꺾인 각도를 팬팁의 피치각(b)이라 하고, 그 팬팁의 피치각(b)은 23도∼27도를 갖도록 구성된다.

그리고, 상기와 같이 구성된 회전날개(123)는 도 13에 도시한 바와 같은 경계데이터를 갖도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 엘씨디 프로젝션 텔레비젼에서 최대의 발열원인 램프(1)를 냉각시키기 위해서 냉각팬(120)에 전원을 공급하여 팬(121)을 회전시키면 팬(121)의 강제 송풍에 의해 램프하우징(10)의 일측에 형성된 관통공(11)을 통해 램프하우징(10) 내부로 공기가 유입되고, 유입된 공기는 램프(1)에서 발생되는 열을 흡열한 후에 냉각팬(120)의 관통공(126)을 지나 엘씨디 프로젝션 텔레비젼의 외부로 방출되는 것이다.

도 7은 시스템의 풍량을 기준으로 팬(121)의 폭 변화에 따라 엘씨디 프로젝션 텔레비젼에서 발생되는 소음의 변화를 나타낸 것으로써, 주어진 팬(121)의 폭 변화에 따른 소음의 변화는 크지 않음을 알 수 있다.

도 8은 시스템의 풍량을 기준으로 팬하우징(125)의 폭 변화에 따라 엘씨디 프로젝션 텔레비젼에서 발생되는 소음의 변화를 나타낸 것으로써, 팬하우징(125)의 폭이 클수록 소음이 작아지는 것을 알 수 있으며, 주어진 범위내에서는 약 32밀리미터에서 소음이 가장 적게 발생되는 것을 알 수 있다.

도 9는 시스템의 풍량을 기준으로 팬하우징(125)의 내경 일측 끝단부, 즉 램프하우징(10)에 접하며 램프(1)에서 발생된 열을 흡열한 공기가 팬(121)으로 유입되는 유입구측 라운드(R3)의 크기 변화에 따라 엘씨디 프로젝션 텔레비젼에서 발생되는 소음의 변화를 나타낸 것으로써, 범위내에서는 약 1밀리미터 근처에서 소음이 가장 적게 발생되는 것을 알 수 있다.

도 10은 시스템의 풍량을 기준으로 팬하우징(125)의 내경 타측 끝단부, 즉 램프(1)에서 흡열한 공기를 외부로 방출시키는 유출구측 라운드(R4)의 크기 변화에 따라 엘씨디 프로젝션 텔레비젼에서 발생되는 소음의 변화를 나타낸 것으로써, 범위내에서는 약 11밀리미터 근처에서 소음이 가장 적게 발생되는 것을 알 수 있다.

도 11은 종래 구조의 냉각팬(20)과 본 발명에 의한 냉각팬(120)에 대해 엘씨디 프로젝션 텔레비젼에서 발생되는 소음을 각각 도시한 것으로서, 본 발명에 의한 냉각팬(120)은 저주파 영역에서 광범위하게 소음 수치가 낮아졌음을 알 수 있다.

도 12는 종래 구조의 냉각팬(20)과 본 발명에 의한 냉각팬(120)에 대해 풍량에 따라 엘씨디 프로젝션 텔레비젼에서 발생되는 소음 레벨 값을 비교한 것으로서, 전 풍량값 범위내에서 후면 소음이 약 5.5dBA 저감되는 것을 알 수가 있다.

이와 같이 본 발명에 의한 냉각팬은 램프하우징(10)에 접하며 램프(1)에서 발생된 열을 흡열한 공기가 팬(121)으로 유입되는 유입구측 라운드(R3)가 그 흡열한 공기를 외부로 방출하는 유출구측 라운드(R4)보다 작게 형성시키고, 팬(121) 형상을 개선함으로써, 소음이 발생을 저감하게 되는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 냉각팬은 엘씨디 프로젝션 텔레비젼에 장착되었을 시, 램프하우징에 접하며 램프에서 발생된 열을 흡열한 공기가 팬으로 유입되는 유입구측의 내경 끝단부 라운드가 그 흡열한 공기를 외부로 방출하는 유출구측의 내경 끝단부 라운드보다 작게 형성시키고, 팬 형상을 개선함으로써, 소음이 발생이 저감되고 소비자의 텔레비젼 시청을 방해하지 않게 되어 제품에 대한 소비자의 만족도를 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 종래 구조의 냉각팬 장착구조를 도시한 사시도,

도 2는 도 1에 도시된 냉각팬을 부분 단면하여 도시한 종단면도,

도 3은 냉각팬의 유입구 측과 유출구측의 소음 변화를 도시한 그래프,

도 4는 본 발명의 일 실시예인 냉각팬의 도시한 단면도,

도 5는 도 4에 도시된 팬의 측면도,

도 6은 도 4에 도시된 팬의 정면도,

도 7은 시스템의 풍량을 기준으로 팬의 폭 변화에 따라 발생되는 소음변화를 도시한 그래프.

도 8은 시스템의 풍량을 기준으로 팬하우징의 폭 변화에 따라 발생되는 소음변화를 도시한 그래프,

도 9는 시스템의 풍량을 기준으로 팬하우징 내경의 유입구측 끝단부 라운드의 크기 변화에 따라 발생되는 소음의 변화를 도시한 그래프,

도 10은 시스템의 풍량을 기준으로 팬하우징 내경의 유출구측 끝단부 라운드의 크기 변화에 따라 발생되는 소음의 변화를 도시한 그래프,

도 11은 종래 구조의 냉각팬과 본 발명에 의한 냉각팬에서 발생되는 소음을 각각 도시한 그래프,

도 12는 종래 구조의 냉각팬과 본 발명에 의한 냉각팬에 대해 풍량에 따라 발생되는 소음 레벨 값을 비교한 그래프,

도 13은 도 4에 도시된 회전날개의 경계데이터를 도시한 도표,

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

120 : 냉각팬 121 : 팬

122 : 허브 123 : 회전날개

125 : 팬하우징 126 : 내경

R3 : 유입구측 라운드 R4 : 유출구측 라운드

Claims

모터에 의해 회전하며 강제 송풍하는 팬과,

상기 팬이 장착될 수 있도록 소정의 내경이 관통되어 형성된 팬하우징과,

상기 내경의 일측 끝단부, 즉 공기가 유입되는 방향의 끝단부 라운드가 공기가 유출되는 방향인 타측 끝단부 라운드보다 작게 형성되어 구성되는 것을 특징으로 하는 냉각팬.
램프에서 생성된 백색광이 R, G, B 세가지 빛으로 분리되어 입사되는 광학계와, 상기 광학계를 냉각하는 냉각팬이 구비되어 이루어진 엘씨디 프로젝션 텔레비젼에 있어서,

상기 냉각팬은 소음을 저감하기 위하여 팬이 장착되도록 팬하우징 중앙부에 형성된 내경의 일측 끝단부, 즉 공기가 유입되는 방향의 끝단부 라운드가 공기가 유출되는 방향인 타측 끝단부 라운드보다 작게 형성되어 구성되는 것을 특징으로 하는 냉각팬.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 팬하우징은 소정의 두께를 갖는 정사각형상을 갖으며 그 중앙부에 팬하우징 외주면인 한변 길이의 약 95∼97% 정도의 내경이 관통되어 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각팬.
제 3항에 있어서, 상기 팬하우징은 상기 팬하우징 외주면인 한변 길이의 약 30∼35% 정도의 두께를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각팬.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 내경의 일측 끝단부, 즉 공기가 유입되는 방향의 끝단부 라운드는 약 1∼2 밀리미터로 구성되는 것을 특징으로 하는 냉각팬.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 내경의 타측 끝단부, 즉 공기가 유출되는 방향의 끝단부 라운드는 약 9∼13밀리미터로 구성되는 것을 특징으로 하는 냉각팬.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 팬의 폭은 팬하우징 폭 크기의 약 70∼75% 크기로 구성되는 것을 특징으로 하는 냉각팬.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 팬의 직경은 상기 팬하우징에 형성된 내경의 약 96~98% 정도의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 냉각팬.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 팬은 전체 직경의 40∼45% 정도의 직경을 갖는 허브와, 상기 허브의 외주면에 방사형으로 정간격을 두고 형성된 일곱 개의 회전날개로 구성되는 것을 특징으로 하는 냉각팬.
제 9항에 있어서, 상기 회전날개의 스윕각은 38도에서 42도 사이에 각으로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각팬.
제 9항에 있어서, 상기 회전날개의 팬팁에서의 피치각은 약 23에서 27도 사이에 각으로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각팬.