KR20190062051A - 팬 조립체 및 이를 포함하는 냉장고 - Google Patents

Abstract

본 발명은 팬에 의한 유동 역류를 방지하고, 팬 출구 유동 방향에 나란하게 스포크의 형상을 개선한 팬 조립체 및 이를 포함하는 냉장고에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 팬 조립체는 허브와 블레이드를 포함하는 팬, 허브의 중심에 연결되어 허브를 회전시키는 모터, 팬이 수용되는 수용공을 갖는 외장 하우징, 외장 하우징의 내측에 결합되는 원형 몸체와, 원형 몸체의 중앙에 위치하며 모터를 고정시키는 브라켓과, 원형 몸체와 브라켓 사이를 연결하여 지지하는 스포크를 포함하는 지지프레임, 및 원형 몸체의 둘레를 따라 고정되며 원형 몸체와 외장 하우징을 연결하는 방진부재를 포함하며, 원형 몸체의 둘레 면으로부터 돌출되어 팬에 의한 공기 유동의 역류를 방지하는 돌기를 더 포함한다.

Description

팬 조립체 및 이를 포함하는 냉장고{FAN ASSEMBLY AND REFRIGERATOR COMPRISING THE SAME}

본 발명은 팬 조립체 및 이를 포함하는 냉장고에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 팬에 의한 유동 역류를 방지하고, 팬 출구 유동 방향에 나란하게 스포크의 형상을 개선한 팬 조립체 및 이를 포함하는 냉장고에 관한 것이다.

냉장고는 내부에 식품을 보관하며, 보관된 식품을 냉동 또는 냉장 상태로 저장하도록 해주는 장치를 말한다.

이러한 냉장고는 내부에 냉각실(예: 냉장실, 냉동실 등)을 갖는 냉장고 본체와, 냉각을 위한 냉동사이클 장치를 포함한다.

일반적으로 냉장고 본체의 배면에는 기계실이 형성된다.

냉장고의 기계실 내부에는 냉각실의 냉각에 필요한 냉기를 생성하는 압축기와 응축기가 설치된다.

그리고 냉장고의 기계실 내부에는 압축기 및 응축기의 냉각을 위해 강제로 공기를 유동시키는 팬 오리피스(이하, 이를'팬 조립체'라 함)가 설치되어 있다.

팬 조립체는 공기를 유동시키는 팬과 팬을 회전시키는 모터와 팬을 둘러 감싸며 모터를 지지하는 프레임으로 구성된다.

이러한 팬 조립체는 공기를 강제로 유동시켜 냉각 사이클 장치, 특히 응축기의 방열을 증가시키는데, 그 결과 냉장고의 소비전력을 낮출 수 있는 기능을 제공할 수 있다.

그런데, 종래의 팬 조립체는 모터를 지지하는 부위(이하, 이를 '스포크'라 함)의 단면 형상이 팬을 떠난 공기 유동과 직접적으로 충돌하는 형상을 가짐에 따라 유동 저항이 증가될 수 밖에 없었다. 그 결과 팬 조립체의 풍량 감소 및 소음 증가의 악영향이 유발되었다.

나아가, 종래의 팬 조립체는 진동 저감을 위해 삽입되는 프레임 간 조립 부위를 통해 팬을 떠난 공기 유동이 역류하는 현상이 나타나 풍량을 감소시키는 문제가 있었다.

결과적으로 이러한 팬 조립체의 풍량 감소 문제는 응축기 등의 방열 성능 저하와 밀접한 관련이 있어 냉장고의 소비전력을 높이는 원인이 되었다.

본 발명의 목적은 팬에 의한 공기 유동 역류를 방지할 수 있으며, 스포크 형상에 의해 팬 출구 유동이 충돌되는 것을 억제할 수 있는 팬 조립체를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 팬에 의한 유동 역류를 방지하고 팬 출구 유동의 충돌을 억제할 수 있는 팬 조립체를 포함하는 냉장고를 제공함에 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 팬 조립체는 허브와 블레이드를 포함하는 팬, 상기 허브의 중심에 연결되어 상기 허브를 회전시키는 모터, 상기 팬이 수용되는 수용공을 갖는 외장 하우징, 상기 외장 하우징의 내측에 결합되는 원형 몸체와, 상기 원형 몸체의 중앙에 위치하며 상기 모터를 고정시키는 브라켓과, 상기 원형 몸체와 상기 브라켓 사이를 연결하여 지지하는 스포크를 포함하는 지지프레임, 및 상기 원형 몸체의 둘레를 따라 고정되며 상기 원형 몸체와 상기 외장 하우징을 연결하는 방진부재를 포함하며, 상기 원형 몸체의 둘레 면으로부터 돌출되어 상기 팬에 의한 공기 유동의 역류를 방지하는 돌기를 더 포함한다.

이때, 상기 방진부재를 매개로 연결되는 상기 외장 프레임과 상기 원형 몸체 사이에는 U형 공기 유로가 형성될 수 있다.

또한, 상기 돌기는 상기 U형 공기 유로의 출구를 가로막는 형상으로 돌출될 수 있다.

이때, 상기 돌기는, 상기 원형 몸체의 둘레 면으로부터 일정한 높이를 갖는 플레이트 형태로 돌출될 수 있다.

또한, 상기 방진부재는 링 형상으로 이루어지며, 상기 돌기는 상기 링 형상 방진부재의 반경 방향으로 돌출될 수 있다.

또한, 상기 돌기의 돌출 길이는 가변 가능하게 구성될 수 있다.

또한, 상기 스포크는, 상기 팬에 의한 공기 유동 방향과 나란하도록 경사지게 배치될 수 있다.

또한, 상기 스포크는, 상기 블레이드의 출구 유동각에 대응하는 경사각을 가질 수 있다.

또한, 상기 스포크는, 38.5~39.5도 범위 내의 경사각을 가질 수 있다.

또한, 상기 외장 하우징은, 상기 팬을 수용하도록 원형의 수용공을 가지며, 상기 원형 몸체가 내측 가장자리를 따라 결합되는 사각 몸체, 상기 원형의 수용공을 둘러 감싸도록 결합되며 공기의 유동을 안내하는 링 형상의 가이드, 및 상기 사각 몸체의 내측 각 모서리를 통해 구비되어 상기 방진부재와 결합되는 돌출 보스를 포함한다.

또한, 상기 지지프레임은, 상기 원형 몸체의 둘레로부터 외측으로 돌출하여 복수 개가 이격 배치되는 고정구를 더 포함하며, 상기 고정구는 상기 방진부재를 고정하는 호형 고정 홈을 구비할 수 있다.

또한, 상기 방진부재에는 둘레 면을 통해 외경축소부가 구비되고, 상기 외경축소부는 상기 호형 고정 홈에 파지되어 고정될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 냉장고는 적어도 하나의 냉각실을 구비하는 냉장고 본체, 상기 냉장고 본체의 기계실에 구비되는 압축기와 응축기를 포함하며, 상기 냉각실에 필요한 냉기를 공급하는 냉각사이클 장치, 및 상기 냉각사이클 장치의 냉각을 촉진시키도록 공기 유동을 강제하는 팬 조립체를 포함하며, 상기 팬 조립체는, 허브와, 상기 허브의 둘레에 구비되는 블레이드를 포함하는 팬, 상기 허브의 중심으로 연결되어 상기 허브를 회전시키는 모터, 상기 팬이 수용되는 수용공을 갖는 외장 하우징, 상기 외장 하우징에 결합되는 원형 몸체와, 상기 원형 몸체의 내측에 위치하며 상기 모터를 고정시키는 브라켓과, 상기 원형 몸체와 상기 브라켓 사이를 연결하여 지지하는 스포크를 포함하는 지지프레임, 및 상기 원형 몸체의 둘레를 따라 고정되며 상기 원형 몸체와 상기 외장 하우징을 연결하는 방진부재를 포함하며, 상기 원형 몸체의 둘레 면으로부터 돌출되어 상기 팬에 의한 공기 유동의 역류를 방지하는 돌기를 더 포함한다.

이때, 상기 팬 조립체는, 상기 기계실 내에서, 상기 압축기 및 상기 응축기가 배치된 위치로부터 일측으로 이격하여 배치되며, 응축수 트레이의 상부에 위치할 수 있다.

본 발명인 팬 조립체에 의하면 팬에 의한 공기 유동 역류를 방지할 수 있으며, 팬 출구 유동 방향에 나란하도록 스포크를 경사지게 형성하여 팬 출구 유동의 충돌 현상을 미연에 방지할 수 있다. 그 결과 팬 조립체에 의한 풍량을 증가시키면서도 소음을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명인 팬 조립체를 포함하는 냉장고에 의하면 팬 조립체의 풍량 증가 및 소음 감소에 의해 소비전력을 낮출 수 있는 장점이 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 기계실 구조를 간략히 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 팬 조립체를 간략히 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 팬 조립체를 간략히 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 팬 조립체를 간략히 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 팬 조립체를 간략히 도시한 분해사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 팬 조립체를 간략히 도시한 배면도이다.
도 7은 도 4의 "Ⅶ-Ⅶ" 단면영역을 확대 도시한 부분단면도이다.
도 8은 도 7의 "Ⅷ" 영역을 확대하여 본 발명의 스포크가 팬에 의한 공기 유동 방향과 나란하도록 경사지게 형성된 모습을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 팬 조립체에 의해 유동역류가 방지되는 효과를 보여주는 CFD 이미지이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 팬 조립체의 돌기에 의해 유동역류가 방지되는 효과를 확대하여 보여주는 CFD 이미지이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 팬 조립체와 종래기술에 따른 비교예 간의 소전 풍량 관계를 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 팬 조립체와 종래기술에 따른 비교예 간의 풍량 회전수 관계를 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 팬 조립체와 종래기술에 따른 비교예 간의 소음 풍량 관계를 비교하여 나타낸 그래프이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 또한, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.

본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 기계실 구조를 간략히 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 냉장고(1000)는 내부에 식품을 보관하며, 보관된 식품을 냉동 또는 냉장 상태로 저장하도록 해주는 장치이다.

냉장고(1000)는 내부에 냉각실(예: 냉장실, 냉동실 등)을 갖는 냉장고 본체(1100)를 포함한다.

그리고 냉장고 본체(1100)의 배면에는 기계실(1110)이 형성된다.

냉장고 본체(1100)의 기계실(1110) 내부에는 냉각실의 냉각에 필요한 냉기를 생성하는 냉동사이클 장치(200)가 위치한다.

냉동사이클 장치(200)는 냉매를 압축하는 압축기(210), 그리고 압축기(210)에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(220)를 포함한다. 그 밖에도 별도로 도시하진 않았으나 냉동사이클 장치(200)는 응축된 냉매를 감압 팽창시키는 팽창장치와, 냉각실에 근접 배치되어 잠열 흡수를 통해 냉각을 수행하는 증발장치 등을 더 포함할 수 있다.

그리고 이러한 기계실(1110)은 냉장고 본체(1100)의 배면을 통해 개방 가능한 구조로 이루어지는데, 기계실(1110)의 개방 부위를 통해 커버(미도시)가 착탈 방식으로 결합된다. 이때, 커버에는 공기가 통과할 수 있는 복수의 홀이 마련된다.

한편, 냉장고 본체(1100)의 기계실(1110) 내부에서, 압축기(210) 및 응축기(220)가 배치된 위치로부터 일측으로 이격하여 팬 조립체(100)가 배치된다.

팬 조립체(100)는 압축기(210) 및 응축기(220)의 냉각을 촉진시켜주기 위하여 강제로 공기를 유동시키는 장치로서, 바람직하게는 응축수 트레이(230)의 상부에 위치하여 방열 효과를 증가시킬 수 있다.

도 2 내지 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 팬 조립체를 간략히 도시한 정면도, 측면도, 사시도, 및 분해사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 팬 조립체(100)는 팬(110), 모터(120), 외장 하우징(130), 방진부재(140), 및 지지프레임(150)을 포함한다.

팬(110)은 허브(111)와 복수 개의 블레이드(113)를 포함한다.

허브(111)는 팬(110)의 중심에 위치하며 원통 형상으로 이루어질 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며 허브(111)의 형상은 콘 형상 등으로 변경되어 이용될 수 있다.

복수 개의 블레이드(113)는 허브(111)의 둘레를 따라 소정 간격을 두고 연결될 수 있다.

이러한 팬(110)은 플라스틱 등의 소재를 이용하여 허브(111)와 블레이드(145)를 일체형 구조로 성형하여 제공될 수 있다.

구체적으로 팬(110)은 전면은 막힌 형상을 가지며 후면이 개방된 원통 형상의 허브(111)와, 허브(111)의 둘레 면으로부터 반경방향으로 돌출되는 3개의 블레이드(113)를 포함하여 구성될 수 있다.

모터(120)는 허브(111)의 중심을 따라 연결되어 허브(111)의 회전에 필요한 회전력을 발생시킨다.

구체적으로 모터(120)는 후면이 개방된 원통 형상의 허브(111)에 수용되며, 모터(120)의 회전 축(121, 도 5 참조)은 허브(111)의 중심 방향으로 삽입 체결된다. 이로써, 모터(120)의 회전 축(121, 도 5 참조)의 회전하면 허브(111) 및 복수 개의 블레이드(113)가 회전하게 된다.

외장 하우징(130)은 팬(110)이 수용되는 공간(131a, 도 5 참조)(이하 이를 '수용공'이라 함)을 구비하며 팬 조립체(100)의 전체적인 외형을 형성한다.

구체적으로 외장 하우징(130)은 사각 몸체(131), 링 형상의 가이드(133), 및 돌출 보스(135)를 포함하여 구성된다.

사각 몸체(131)는 외장 하우징(130)의 전체 틀을 형성하는 부재로서, 내측에는 원형의 수용공(131a, 도 5 참조)이 마련된다.

여기서, 원형의 수용공(131a, 도 5 참조)은 팬(110)이 수용되는 공간, 즉 팬(110)이 설치되어 회전하는 공간으로 이용될 수 있다.

따라서, 팬(110)의 원활한 회전을 위해서는, 원형의 수용공(131a, 도 5 참조)은 팬(110)의 전체 직경에 비해 상대적으로 큰 직경을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 이러한 사각 몸체(131)는 도 5에 도시된 바와 같이 후면이 개방된 박스 형태로 이루어지는데, 개방된 후면을 통해 사각 몸체(131)의 내측으로 지지프레임(150)이 장착될 수 있다.

예컨대, 지지프레임(150)의 외형을 형성하는 원형 몸체(151)는 사각 몸체(131)의 내측 가장자리를 따라 삽입되어 결합될 수 있다.

링 형상의 가이드(133)는 사각 몸체(131)에 마련된 원형의 수용공(131a, 도 5 참조)을 둘러 감싸도록 결합되며 공기의 유동을 안내하는 기능을 제공할 수 있다. 예컨대, 이러한 링 형상의 가이드(133)는 라운드 진 단면을 가질 수 있는데, 공기의 유동 방향을 따라 돌출 형성될 수 있다.

한편, 사각 몸체(131)의 내측 각 모서리를 통해 돌출 보스(135)가 구비된다.

돌출 보스(135)는 원형 몸체(151)의 둘레를 따라 고정되며 원형 몸체(151)와 외장 하우징(130)을 연결해주는 방진부재(140)와 결합되는 부위로서, 반드시 도시된 형상 및 형성된 위치에 한정되지 않는다.

지지프레임(150)은 외장 하우징(130)을 구성하는 사각 몸체(131)의 개방된 후면을 통해 장착되어 모터(120)를 고정시키는 기능을 제공한다.

이러한 지지프레임(150)은 원형 몸체(151), 브라켓(153), 그리고 스포크(155)를 포함한다.

원형 몸체(151)는 외장 하우징(130)(더 구체적으로는 사각 몸체(131)를 의미함)의 내측 가장자리를 따라 결합될 수 있다. 바람직하게는 이러한 원형 몸체(151) 내부의 중공은 사각 몸체(131)의 수용공(131a, 도 5 참조)과 동일한 사이즈를 가질 수 있다.

브라켓(153)은 원형 몸체(151)의 내측 중앙에 위치하며 모터(120)를 고정시키는 역할을 한다.

예컨대, 브라켓(153)은 모터(120)의 후단 부위를 고정할 수 있는데, 도 5에 도시된 바와 같이 모터(120)의 후단이 원형일 경우 브라켓(153)은 모터(120)의 후단 형상에 대응하여, 이를 고정하도록 환형으로 이루어질 수 있다.

스포크(155)는 원형 몸체(151)와 브라켓(153) 사이를 연결하여 지지하는 부재를 말한다.

구체적으로 스포크(155)는 복수 개가 구비되는데, 상대적으로 직경이 큰 원형 몸체(151)와, 원형 몸체(151)의 내측 중앙에 배치되는 브라켓(153) 사이를 방사형으로 연결하여 지지한다. 이러한 스포크(155)는 도시된 바로는 4개로 구성되어 있으나, 이에 한정되지 않는다.

한편, 이와 같이 구성된 스포크(155)는 팬(110)에 의한 공기 유동 방향과 나란하도록 경사지게 배치될 수 있는데, 이에 관하여는 도 7 및 도 8의 설명 시 상세히 다루기로 한다.

그리고 원형 몸체(151)의 둘레를 따라 복수 개의 고정구(157)가 더 구비될 수 있다.

고정구(157)는 후술할 방진부재(140)를 고정하는 부재를 말하는데, 구체적으로는 원형 몸체(151)의 둘레부터 외측으로 돌출하여 복수 개가 이격 배치될 수 있다.

그리고 복수 개의 고정구(157) 각각에는 방진부재(140)를 고정할 수 있는 호형 고정 홈(157a, 도 5 참조)이 구비된다.

호형 고정 홈(157a, 도 5 참조)은 바깥 부위가 개방된 원호 형상의 홈으로서, 후술될 방진부재(140)는 호형 고정 홈(157a, 도 5 참조)을 통해 끼워져 고정될 수 있다.

방진부재(140)는 지지프레임(150)(더 구체적으로는 원형 몸체(151)를 의미함)과 외장 하우징(130)을 연결하는 매개체로서 이용되며, 서로 간에 발생되는 진동을 억제하는 기능을 제공한다.

이를 위해, 방진부재(140)는 원형 몸체(151)의 둘레를 따라 고정됨은 물론, 외장 하우징(130)을 구성하는 사각 몸체(131)에 마련된 돌출 보스(135)에 끼워져 고정되는 구조를 갖는다.

구체적으로 방진부재(140)의 중앙에는 돌출 보스(135)를 통해 끼워질 수 있도록 돌출 보스(135)에 대응하는 크기를 갖는 중공(140a, 도 5 참조)이 마련된다. 이와 함께, 방진부재(140)의 둘레 면을 통해서는 상대적으로 외경이 축소된 외경축소부(141, 도 5 참조)가 원형 홈 형태로 구비된다.

방진부재(140)의 이러한 외경축소부(141, 도 5 참조)는 전술한 지지프레임(150)의 고정구(157)에 마련된 호형 고정 홈(157a, 도 5 참조)에 삽입되는 부위로 이용된다. 따라서, 외경축소부(141, 도 5 참조)의 직경은 호형 고정 홈(157a, 도 5 참조)에 대응하는 크기로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 팬 조립체(100)은 팬(110)에 의한 공기 유동의 역류를 방지하는 돌기(159)를 더 포함한다.

돌기(159)는 원형 몸체(151)의 둘레 면으로부터 외측으로 돌출되는 구조를 갖는데, 이러한 구조적 특징에 의해 팬(110)에서 떠난 바람의 역류가 방지되어 풍량을 증가시키고 소음을 줄여주는 기능을 제공한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 팬 조립체를 간략히 도시한 배면도이다.

도 6을 참조하면, 외장 하우징(130)을 구성하는 사각 몸체(131)의 개방된 후면을 통해 지지프레임(150)이 장착되고, 사각 몸체(131)와 지지프레임(150)을 구성하는 원형 몸체(151)은 방진부재(140)를 매개로 연결된다.

방진부재(140)는 원형 몸체(151)의 둘레를 따라 구비된 고정구(157)에 삽입 고정되는 동시에 사각 몸체(131)의 각 모서리마다 구비된 돌출 보스(135)에 끼움 고정되어 팬(110) 구동 시 발생되는 진동을 억제한다.

이와 같은 방식으로 사각 몸체(131)의 내측으로 원형 몸체(151)가 결합되며, 외장 하우징(130)과 지지프레임(150) 간의 결합이 이루어진다.

또한, 스포크(155)에 의해 원형 몸체(151)의 내측 중앙에 지지된 브라켓(153)을 통해 모터(120)가 위치 고정되며, 그 결과 모터(120)의 회전 시 팬(110)은 안정적인 지지 상태에서 원활하게 회전하여 공기를 유동시킬 수 있다.

만일, 팬(110)에 의한 공기 유동이 발생될 때 외장 프레임(130)과 지지프레임(150)(특히, 원형 프레임(151) 간의 결합 부위를 통해 유동 역류가 발생할 경우 풍량 감소 및 소음이 유발되는 문제가 있을 수 있다. 특히 팬 조립체(100)의 풍량 감소의 경우 방열 성능을 저하시킬 수 있어 결과적으로 냉장고의 소비전력을 높이는 원인이 될 수 있다.

따라서, 이러한 공기 유동의 역류를 방지하는 것이 중요한데, 본 발명의 일 실시예에 따르면 원형 몸체(151)의 둘레 면으로부터 소정의 길이로 돌출되는 돌기(159)를 도 6에 도시된 바와 같이 환형으로 배치한다.

도 7은 도 4의 "Ⅶ-Ⅶ" 단면영역을 확대 도시한 부분단면도이다.

도 7을 참조하면, 사각 몸체(131)와 링 형상 가이드(133)를 포함하는 외장 프레임(130)와 원형 몸체(151)는 방진부재(140)를 매개로 전후로 연결되는 구조를 갖는다. 이때, 블레이드(113)에서 떠난 바람이 외장 프레임(130)과 원형 몸체(151) 사이로 유입되어, 결국 공기의 유동 역류를 발생시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 방진부재(140)를 매개로 연결되는 외장 프레임(130)과 원형 몸체(151) 사이에는 U형 공기 유로(139)가 형성되며, 돌기(159)가 U형 공기 유로(139)의 출구를 가로막도록 돌출될 수 있다. 이러한 U형 공기 유로(139)는 외장 프레임(130)과 원형 몸체(151) 간의 결합 부위를 통해 공기가 쉽게 빠져나가지 못하게 하는 구조로서, 반드시 도시된 형상에 한정되지 않는다. 그리고 이러한 U형 공기 유로(139) 내에 유로를 가로막는 형상의 돌기(159)를 추가적으로 배치함으로써, 공기의 유동 역류를 억제할 수 있다.

이와 같이, U형 공기 유로(139)와 돌기(159)의 추가 형성에 따라 외장 프레임(130)과 원형 몸체(151) 사이를 통한 공기의 유동 역류를 구조적으로 방지할 수 있다.

구체적으로, 돌기(159)는 원형 몸체(151)의 둘레 면으로부터 일정한 높이를 갖도록 돌출되는 플레이트 부재(즉, 소정의 두께를 갖는 판재)를 이용할 수 있다.

예를 들어, 방진부재(140)가 도 6에 도시된 바와 같이 링 형상으로 이루어진다면, 돌기(159)는 링 형상 방진부재(140)의 반경 방향으로 연장하여 돌출되는 플레이트 부재를 이용할 수 있다.

나아가, 도시된 돌기(159)는 원형 몸체(151)의 둘레 면으로부터 수직 상방으로 돌출된 형상을 가지는데, 이에 한정되지 않으며 예각 또는 둔각을 이루어 상향 돌출된 형상도 본 발명의 범주에 포함된다.

더 나아가, 도시된 돌기(159)는 돌출 길이가 고정된 형상으로 나타나 있으나, 이에 한정되지 않으며 필요에 따라 다단으로 길이가 가변 될 수 있는 구조로도 제공될 수 있다.

도 8은 도 7의 "Ⅷ" 영역을 확대하여 본 발명의 스포크가 팬에 의한 공기 유동(즉, Fan Air Flow) 방향과 나란하도록 경사지게 형성된 모습을 나타낸 도면이다.

스포크(155)는 원형 몸체(151, 도 6 참조)와 브라켓(153, 도 6 참조) 사이를 연결하여 지지하는 부재이다.

그런데, 종래의 스포크의 단면은 팬을 떠난 공기 유동과 직접적으로 충돌하는 형상(예: 팬의 회전면에 수직한 형상)으로 이루어져 유동 저항이 커지는 문제가 있었다. 이는 팬 조립체의 풍량 감소 및 소음 증가의 원인으로 작용하였다.

이를 해결하고자, 본 발명의 일 실시예에 따르는 팬 조립체의 경우 도 8에 도시된 바와 같이 스포크(155)의 단면 형상을 팬을 떠난 공기의 유동(Fan Air Flow) 방향과 나란해질 수 있게 경사지게 배치한다.

그 결과, 팬을 떠나 유동하는 공기와의 충돌을 피할 수 있게 되어, 스포크(155)의 단면 형상에 따른 유동 저항을 감소시켜 풍량 증가 및 소음 저감의 효과를 가져올 수 있다.

구체적으로, 스포크(155)는 블레이드(113, 도 4 참조)의 출구 유동각에 대응하는 경사각(a, 도 8 참조)을 갖도록 형성될 수 있다. 여기서, 블레이드의 '출구 유동각'이란 블레이드를 떠난 공기가 유동하는 각도를 의미한다. 즉, 팬의 회전면을 기준으로 할 때 블레이드의 출구 유동각은 스포크(155)의 경사각(a, 도 8 참조)과 같을 수 있음을 의미한다. 바람직하게는 스포크(155)의 경사각(a, 도 8 참조)은 38.5도 내지 39.5도 범위에서 정해질 수 있다. 이는 블레이드의 출구 유동각 역시 38.5도 내지 39.5도 범위에서 정해질 수 있음을 의미한다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 팬 조립체에 의해 유동역류가 방지되는 효과를 보여주는 CFD 이미지이고, 도 10은 돌기에 의해 유동역류가 방지되는 효과를 확대하여 보여주는 CFD 이미지이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 외장 하우징 및 지지프레임 사이의 좁은 유로를 차단하도록 돌출된 구조의 돌기를 추가로 형성함에 따라 팬을 떠난 공기의 유동이 역류하는 현상이 방지되었음을 확인할 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 팬 조립체와 종래기술에 따른 비교예 간의 소전 풍량 관계를 비교하여 나타낸 그래프이다.

도 11을 참조하면, 종래기술에 따른 비교예(즉, 돌기 및 스포크 경사각이 적용되지 않은 경우)에 비해 본 발명의 실시예에 따른 팬 조립체의 경우 풍량 대비 소전(즉, 소비전력)이 낮게 나타난 것을 확인할 수 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 팬 조립체와 종래기술에 따른 비교예 간의 풍량 회전수 관계를 비교하여 나타낸 그래프이다.

도 12를 참조하면, 종래기술에 따른 비교예(즉, 돌기 및 스포크 경사각이 적용되지 않은 경우)에 비해 본 발명의 실시예에 따른 팬 조립체의 경우 풍량 증가의 효과가 나타난 것을 확인할 수 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 팬 조립체와 종래기술에 따른 비교예 간의 소음 풍량 관계를 비교하여 나타낸 그래프이다.

도 13을 참조하면, 종래기술에 따른 비교예(즉, 돌기 및 스포크 경사각이 적용되지 않은 경우)에 비해 본 발명의 실시예에 따른 팬 조립체의 경우 소음 저감의 효과가 나타난 것을 확인할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 구성 및 작용에 따르면, 돌기에 의해 팬에 의한 공기 유동 역류를 구조적으로 차단할 수 있다.

그리고 팬 출구 유동 방향에 나란하도록 스포크를 경사지게 형성하여 팬 출구 유동의 충돌에 따른 각종 문제를 해결할 수 있다.

그 결과, 본 발명의 실시예에 따른 팬 조립체의 경우 회전수 대비 풍량을 증가시키며 소음은 감소시킬 수 있는 장점이 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 팬 조립체를 포함하는 냉장고의 경우 소비전력을 낮출 수 있는 유리한 기술적 효과가 있다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

100: 회전축 구조체
110: 팬
111: 허브
113: 복수의 블레이드
120: 모터
121: 회전 축
130: 외장 하우징
131: 사각 몸체
131a: 수용공
133: 가이드
135: 돌출 보스
139: U형 공기 유로
140: 방진부재
140a: 중공
141: 외경축소부
150: 지지프레임
151: 원형 몸체
153: 브라켓
155: 스포크
157: 고정구
157a: 호형 고정 홈
159: 돌기
200: 냉동사이클 장치
210: 압축기
220: 응축기
230: 응축수 트레이
1000: 냉장고
1100: 냉장고 본체
1110: 기계실

Claims (13)

1. 허브와 블레이드를 포함하는 팬;
   상기 허브의 중심에 연결되어 상기 허브를 회전시키는 모터;
   상기 팬이 수용되는 수용공을 갖는 외장 하우징;
   상기 외장 하우징의 내측에 결합되는 원형 몸체와, 상기 원형 몸체의 중앙에 위치하며 상기 모터를 고정시키는 브라켓과, 상기 원형 몸체와 상기 브라켓 사이를 연결하여 지지하는 스포크를 포함하는 지지프레임; 및
   상기 원형 몸체의 둘레를 따라 고정되며 상기 원형 몸체와 상기 외장 하우징을 연결하는 방진부재;를 포함하며,
   상기 원형 몸체의 둘레 면으로부터 돌출되어 상기 팬에 의한 공기 유동의 역류를 방지하는 돌기를 더 포함하는
   팬 조립체.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 방진부재를 매개로 연결되는 상기 외장 프레임과 상기 원형 몸체 사이에는 U형 공기 유로가 형성되는
   팬 조립체.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 돌기는 상기 U형 공기 유로의 출구를 가로막는 형상으로 돌출되는
   팬 조립체.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 돌기는,
   상기 원형 몸체의 둘레 면으로부터 일정한 높이를 갖는 플레이트 형태로 돌출되는
   팬 조립체.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 방진부재는 링 형상으로 이루어지며,
   상기 돌기는 상기 링 형상 방진부재의 반경 방향으로 돌출되는
   팬 조립체.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 돌기의 돌출 길이는 가변 가능한 것을 특징으로 하는
   팬 조립체.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 스포크는,
   상기 팬에 의한 공기 유동 방향과 나란하도록 경사지게 배치되는
   팬 조립체.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 스포크는,
   상기 블레이드의 출구 유동각에 대응하는 경사각을 갖는
   팬 조립체.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 외장 하우징은,
   상기 팬을 수용하도록 원형의 수용공을 가지며, 상기 원형 몸체가 내측 가장자리를 따라 결합되는 사각 몸체;
   상기 원형의 수용공을 둘러 감싸도록 결합되며 공기의 유동을 안내하는 링 형상의 가이드; 및
   상기 사각 몸체의 내측 각 모서리를 통해 구비되어 상기 방진부재와 결합되는 돌출 보스;
   를 포함하는 팬 조립체.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 지지프레임은, 상기 원형 몸체의 둘레로부터 외측으로 돌출하여 복수 개가 이격 배치되는 고정구를 더 포함하며,
    상기 고정구는 상기 방진부재를 고정하는 호형 고정 홈을 구비하는
    팬 조립체.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 방진부재에는 둘레 면을 통해 외경축소부가 구비되고,
    상기 외경축소부는 상기 호형 고정 홈에 파지되어 고정되는
    팬 조립체.
    
12. 적어도 하나의 냉각실을 구비하는 냉장고 본체;
    상기 냉장고 본체의 기계실에 구비되는 압축기와 응축기를 포함하며, 상기 냉각실에 필요한 냉기를 공급하는 냉각사이클 장치; 및
    상기 냉각사이클 장치의 냉각을 촉진시키도록 공기 유동을 강제하는 팬 조립체;를 포함하며,
    상기 팬 조립체는, 허브와, 상기 허브의 둘레에 구비되는 블레이드를 포함하는 팬;
    상기 허브의 중심으로 연결되어 상기 허브를 회전시키는 모터;
    상기 팬이 수용되는 수용공을 갖는 외장 하우징;
    상기 외장 하우징에 결합되는 원형 몸체와, 상기 원형 몸체의 내측에 위치하며 상기 모터를 고정시키는 브라켓과, 상기 원형 몸체와 상기 브라켓 사이를 연결하여 지지하는 스포크를 포함하는 지지프레임; 및
    상기 원형 몸체의 둘레를 따라 고정되며 상기 원형 몸체와 상기 외장 하우징을 연결하는 방진부재;를 포함하며,
    상기 원형 몸체의 둘레 면으로부터 돌출되어 상기 팬에 의한 공기 유동의 역류를 방지하는 돌기를 더 포함하는
    냉장고.
    
13. 제12항에 있어서,
    상기 팬 조립체는,
    상기 기계실 내에서, 상기 압축기 및 상기 응축기가 배치된 위치로부터 일측으로 이격하여 배치되며, 응축수 트레이의 상부에 위치하는
    냉장고.

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