KR0163254B1 - 냉동냉장고 - Google Patents

Abstract

냉기순환용팬을 구비한 냉동냉장고에 관한 것으로, 냉동실의 온도분포, 냉각속도를 균일하게 되도록 개선하고 또 다습시의 도어개폐나 서리제거후의 칸막이판 또는 구획부품 등으로의 서리적층이나 이슬맺힘의 고드름 성장을 방지하기 위해서, 냉장고내 배면에 배치한 팬장치, 그 흡입측 아래쪽에 배치한 냉각기, 팬장치의 분출측으로 연통하는 냉기배송덕트 및 배출구를 구비해서 여러개의 저장실로 냉기를 보내도록 한 냉동냉장고에 있어서 팬의 주위에 적어도 3곳의 작은 소용돌이부로 형성된 소용돌이케이싱을 마련하고 각 작은 소용돌이부의 종단과 소용돌이시점사이를 뚫어서 적어도 3곳의 분출구로 구성하였다.

이러한 구성에 의해, 냉동냉장고용으로서의 팬장치의 주위의 케이싱 형상 및 원심팬의 적절한 날개형상을 명확하게 하고 소용돌이케이싱이나 배송덕트 등의 콤팩트화에 유리하며 다방면으로의 냉기의 송풍이 가능한 팬장치의 설계를 실현할 수 있고, 냉각성능이 우수하고 팬을 저풍압이며 고효율의 운전을 실행할 수 있는 효과가 있다.

Description

냉동냉장고

제1도는 본 발명의 1실시예에 관한 팬장치를 조립한 냉동냉장고의 주요부 정면단면도.

제2도는 제1도의 a-a선에 따른 단면도.

제3도는 제1도의 b-b선에 따른 단면도.

제4도는 제1도에 도시한 팬용 케이싱 및 압력실의 확대도.

제5도는 제1도에 도시한 레이디얼 날개형 원심팬의 부분확대 및 구조사양을 도시한 설명도.

제6도는 본 발명의 레이디얼 날개형 원심팬의 성능을 다른 날개형식의 팬과 비교해서 도시한 선도.

제7도는 종래의 냉동냉장고의 팬의 주요부 분해사시도.

본 발명은 냉동냉장고에 관한 것으로서, 특히 저진동, 저소음 및 실내온도의 균일화, 더 나아가서는 냉동실내의 서리부착(着霜)방지에 유효하고 보존유효 내용적의 증대 및 사용상의 편리함 향상에 적합한 냉기 순환용 팬을 구비한 냉동냉장고에 관한 것이다.

냉동실내의 배면에 팬(fan)장치와 냉각기를 상하에 나란히 배치하는 구조는 저장실 사이의 칸막이단열층에 배치하는 경우와 비교해서, 칸막이단열층을 얇게 할 수 있고 서리제거처리가 용이하며 부품동결, 팬로크(fan lock), 팬모터 소손(燒損) 등의 장해발생시의 점검수리 및 부품교환을 앞쪽으로부터의 작업에 의해 용이하게 실행할 수 있다는 이점이 있다.

그러나, 상기 종래구조는 팬장치가 취출구의 그릴에 근접해 있기 때문에 냉기가 집중해서 흐르고, 상기 냉동실로의 냉기분포 및 인접실로의 냉기분배성이 떨어진다는 문제가 있어 이것을 개선하는 것이 요구되고 있었다.

또, 일반적으로 냉각기에서 각 저장실로 연통시키는 냉기순환의 배송덕트는 구부려져 S자형상(蛇行形狀)으로 되어 있고, 이러한 풍로의 저항이 큰 조건하에 있어서는 팬형식으로서는 팬의 동압을 충분히 정압화한다고 하면 고압형이고 비(比)소음이 작은 원심팬쪽을 저소음화할 수 있는 것으로 알려져 있다. 그러나, 원심팬을 특히 소용돌이 케이싱에 의해서 흐름(기류)방향이 규제되고 방향성이 나쁘기 때문에, 상기 냉동실로의 냉기분포 및 인접실로의 냉기분배성이 떨어져 이것을 개선하는 것이 큰 과제로 되어 있었다.

또, 이것에 부가해서 소용돌이 케이싱은 토출구에 도달할 때까지 토출방향(팬의 회전방향)을 향해서 충분히 정압화할 수 있을 정도의 길고 큰 크기로 하지 않으면 안되었다.

원심팬을 사용하고 원심팬의 흡입측 아래쪽에 배치한 냉각기와 상기 팬 주위에 소용돌이케이싱을 사용하고 토출측에 냉기배송덕트 및 취출구를 구비해서 냉풍을 보내는 종래기술로서는 예를 들면 일본국 특허공개공보 평성4-9565호에 기재된 기술이 알려져 있다.

제7도는 종래의 냉동냉장고의 팬의 주요부 분해사시도이다.

제7도에 도시한 종래의 팬은 냉동실내에 있어서 원심팬(50) 및 소용돌이케이싱(51)을 냉각기(도시하지 않음)의 위치보다 전방으로 이동시키고 또한 그의 흡입구를 배면측을 향하게 하고 소용돌이 케이싱의 토출구(52)는 좌측을 향하게 하고 토출구의 연장덕트(53)을 아래쪽으로 확대해서 각 부품의 수납성을 양호하게 함과 동시에, 아래쪽 인접실로 냉기의 일부를 송풍하는데 적합하게 구성한 것이다.

그러나, 위와같은 구성의 것에서는 확대부에 대응하는 전방으로는 냉기를 취출하기(불어 내보내기) 쉽지만, 그 이외의 전방으로는 냉기의 취출(out-burst)이 불가능하다는 문제점이 있었다. 또, 정압화하기 위해서 소용돌이케이싱 또는 덕트가 대형화된다는 문제점이 있었다. 또, 원심팬은 날개형상이 중요한 핵심이지만, 이 점에 대해서 명확하게 되어 있지 않았다.

상술한 바와같이, 원심팬과 소용돌이 케이싱을 사용한 종래예에는 원심팬에서 나온 바람이 소용돌이케이싱에 의해 규제되어 방향성이 강하기 때문에, 소용돌이케이싱의 소용돌이 종단(終端)에서 하류 즉 토출방향으로는 냉기 취출용 그릴의 설치가 가능하지만, 소용돌이케이싱에 의해 단일로 정해진 배출방향과는 반대방향으로 냉기를 안내하는 것이 곤란하여 그 방향에 냉기취출용 그릴의 설치가 불가능하다는 문제점이 있었다.

또, 토출구가 1개소이기 때문에, 통풍저항이 커져 소음을 높이는 원인으로 되고 있었다.

본 발명의 제1의 목적은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 냉동실의 온도분포, 냉각속도가 균일하게 되도록 개선하고 또 다습시의 문(door)개폐나 서리제거후의 칸막이판 또는 구획부품 등으로의 서리적층이나 이슬맺힘(결로)의 고드름성장을 방지하는 것에 부가해서 저소음의 냉동냉장고를 제공하는 것이다.

또, 종래기술에서는 아래쪽 인접실의 냉동실에 대해서는 케이싱 토출구로 부터 냉각기 높이치수분의 거리가 있으므로 그의 앞쪽에서 냉풍의 흐름을 전향시켜서 분배송풍할 수 있지만, 위쪽에 대해서는 소용돌이케이싱이 천정벽과 접해있어 공간이 없으므로 냉풍의 흐름을 급전향시킬 수는 없고, 따라서 위쪽 인접실에 냉동실을 마련한다는 것은 상정할 수 없었다.

본 발명의 제2의 목적은 상기 종래기술의 문제점을 해결해서 냉각기 위쪽의 저장실로도 냉기의 송풍을 가능하게 하여 예를 들면 위쪽에 냉장실을 설치하고 아래쪽에 야채실을 설치할 수 있는 냉동냉장고를 제공하는 것이다.

또, 원심팬의 흡입구를 배면측을 향하게 한 구조에 있어서는 흡입풍로 면적을 확보하기 위해 소용돌이케이싱이 배면으로부터 떨어져 앞쪽(전방)위치에 배치되게 되므로, 냉동실의 식품보존 유효 내용적이 작게 제한될 뿐만 아니라 팬모터의 축이 길어지기 때문에 진동을 유발하여 팬모터의 수명을 단축시키고 진동음도 발생한다는 문제가 있었다.

본 발명의 제3의 목적은 상기 문제를 해결해서 유효 내용적을 크게 하고 또한 저진동의 냉동냉장고를 제공하는 것이다.

다음에, 원심팬에 대해서 설명한다.

원심형 팬에는 날개형상이 여러가지 있고, 이것에 의해 특성이 대폭으로 달라지게되므로 날개형상의 선정이 중요한 과제이다. 예를 들면, 시로코팬(포워드날개팬 또는 다익팬이라고도 한다)에서는 날개 사이가 팬 출구측에서 좁아지고 있기 때문에, 토출의 절대유속(동압)이 커지고 또 소용돌이케이싱에 있어서의 정압화 작용이 낮으며, 그 때문에 팬에 필요한 풍압(전체압력)이 높아진다. 또, 토출되는 바람은 방향성을 갖고 집중된 흐름은 구부러져 S자형상으로 되어 배송하는 덕트부에 있어서 저항이 증대하기 때문에, 종래 일반적으로 사용되고 있는 프로펠러팬보다 높은 풍압이 필요하게 되고 동일 풍량을 얻기 위해서는 포로펠러팬보다 소음이 높아지게 된다는 문제점이 있었다.

팬을 대형으로 해서 저속화하면 팬모터의 토오크 및 출력도 크게 하지 않으면 안되어 되어 모터가 대형으로 되고, 따라서 그 수납부의 문제, 진동증가, 입력증가 등을 초래할 뿐만 아니라 저속 고토오크의 팬모터의 설계가 곤란하다는 문제가 있었다. 또, 정압(靜壓)을 높이기 위해서는 소용돌이케이싱의 스크롤치수가 크게 되어 수납성이 나빠진다는 문제가 있었다.

상기 대형화 등의 문제를 회피해서 사용한 경우에는 풍량부족으로 되어 냉동능력의 저하 및 압축기의 대형화 등의 문제를 발생하고 있었다. 또, 소요 풍압을 저감하기 위해 냉기 배송덕트를 대형화하는 경우에는 유효내용적을 직접 적게 한다는 문제가 있었다.

한편, 회전방향으로 단면을 부풀린 백워드날개의 원심팬에 있어서는 풍량 부족을 회전수 또는 날개바퀴 직경을 크게 해서 보완하지 않으면 안되므로, 날개와 흐름의 상대속도가 커져 소음이 특히 커져 버린다는 문제가 있었다.

부품의 대형화는 저장실의 유효냉적의 축소에 직접 영향을 미치고 팬의 소요 압력의 상승은 팬소음을 크게 할뿐만 아니라 냉기배송덕트내의 맥동과 진동을 크게 하여, 냉장고와 같이 평면부가 많은 큰 상자체는 매우 약한 가진(加振)으로도 진동음을 발생하기 때문에 이들을 해결시키는 팬의구조를 제공하는 것이 요구되고 있었다.

본 발명의 제4의 목적은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 냉동냉장고용으로서의 팬장치 주위의 케이싱형상 및 원심팬의 적절한 날개형상을 명확하게 하고, 소용돌이 케이싱이나 냉기 배송덕트 등의 소형화 등에 유리하며 다방면으로의 냉기의 송풍이 가능한 팬장치의 설계를 실현함과 동시에 소비전력이 적은 냉동냉장고를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 냉동냉장고에 관한 제1의 발명의 구성은 내부에 냉동실을 포함하는 여러개의 저장실을 갖는 상자체(1), 이 상자체(1)내에 배치되고 내부를 냉기가 흐르는 냉기통로(31), 상기 상자체 내부의 상기 냉기를 유동시키는 팬(12), 이 팬의 상자체의 상하방향 아래쪽에 비치된 냉각기(10) 및 상기 냉기통로와 연통되어 있고 상기 냉기를 상기 저장실로 불어 내보내는 취출구(31a)를 구비한 냉장고에 있어서, 상기 팬(12)를 내측에 수용하는 안내벽을 갖는 수용실(14) 및 상기 안내벽상이고 또한 상기 팬(12) 주위에 형성되며 상기 취출구와 연통되어 있는 여러개의 냉기 통기구(15), (16), (17)을 구비한 것이다.

또, 상기 팬(12)는 상기 상자체 내부의 중간부에 마련되고, 상기 여러개의 냉기통기구(15), (16), (17)중의 1개는 상기 팬의 상기 상자체의 상하방향 위쪽 저장실과 연통되어 있고, 상기 여러개중의 다른 1개는 상기 팬의 상기 상자체의 상하방향 아래쪽 저장실과 연통되어 있는 것이다. 또, 상기 팬은 원심팬이다.

또, 상기 구성에 있어서 팬장치가 원심팬으로 이루어지고, 그의 날개 단면 형상이 회전방향과는 반대측으로 움푹 들어가는 미리 정해진(所定) 형상을 갖는 레이디얼 날개로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기한 본 발명의 구성을 이하 상세하게 설명한다.

상기 제1의 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 냉동냉장고에 관한 제1의 발명의 구성은 고내(庫內) 배면에 비치한 팬장치, 그의 흡입측 아래쪽에 배치한 냉각기, 상기 팬장치의 토출측과 연통하는 냉기배송덕트 및 취출그릴을 구비해서 저장실로 냉기를 보내도록 한 냉동냉장고에 있어서, 팬 주위에 적어도 3개의 작은 소용돌이부로 형성된 소용돌이케이싱을 마련하고, 상기 각 작은소용돌이부의 종단과 소용돌이 시작점 사이를 개구하여 적어도 3개의 토출구를 마련한 것이다.

보다 바람직하게는, 팬장치는 원심팬이고, 팬 주위의 토출구중 적어도 1개소는 인접실과 연통하도록 한 것이다.

또, 팬장치를 배치한 실에 대해서 인접실을 냉장실로 하고, 적어도 1개소의 토출구를 냉장실과 연통시킨 것이다.

또, 소용돌이 케이싱은 냉동실의 배면 위쪽에 배치되고, 그 소용돌이케이싱의 소용돌이부 종단 부근이 냉동실의 상부칸막이 단열체와 근접해 있고, 이 근접부에 위쪽 인접실용 토출구를 마련한 것이다.

상기 제2의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 냉동냉장고에 관한 더욱 구체적인 제2의 발명의 구성은 고내 배면에 배치한 팬장치, 그의 흡입측 아래쪽에 비치한 냉각기, 상기 팬장치의 토출측과 연통하는 냉기배송덕트 및 취출그릴을 구비해서 저장실로 냉기를 보내도록 한 냉동냉장고에 있어서, 팬장치로서 원심팬을 사용하고, 냉동실의 배면에 상기 원심팬과 냉각기를 상하위치에 병설하고, 상기 팬 주위에 여러개의 작은 소용돌이부로 형성된 소용돌이케이싱을 마련하고, 이들 작은 소용돌이부의 종단과 소용돌이 시작점 사이를 개구해서 여러개의 토출구를 마련하고, 적어도 1개소의 토출구가 인접한는 냉장실과 연통하도록 한 것이다.

보다 상세하게는, 소용돌이케이싱의 종단 부근이 상부칸막이 단열체와 근접해 있고, 그 근접부에 토출구를 마련해서 인접하는 냉장실과 연통하는 것이며, 소용돌이케이싱의 제1작은 소용돌이부는 소용돌이 시작점을 원심팬의 대략 축심과 거의 동일한 높이위치로하고, 팬의회전방향을 향해서 점차 팬으로부터의 거리를 크게 형성하고, 토출구는 좌우방향중의 어느 한쪽을 향하게 한 주(主)토출구와 팬을 중심으로 해서 상기 소용돌이케이싱의 도중이고 또한 주토출구와 실질적으로 반대쪽인 다른쪽 위치에 배치된 보조토출구를 마련해서 냉동실과 연통시키고, 상기 주토출구와 보조토출구 사이에 마련된 토출구를 냉장실과 연통하도록 한 것이다.

또, 소용돌이케이싱의 여러개의 토출구는 원심팬의 대략 축심높이 위치보다 위쪽이고, 토출구의 상류위치의 작은 소용돌이부는 원심팬의 회전방향을 향해서 점차 팬으로부터의 거리를 크게 하고, 토출구에서 그것과 연통하는 냉기배송덕트에 걸쳐 냉기 배송덕트방향을 따르는 둥그스름한 형상의 안내부를 형성한 것이다.

상기 제3의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 냉동냉장고에 관한 제3의 발명의구성은 소용돌이케이싱이 냉동실내의 배면과 밀착해 있고, 소용돌이케이싱 및 원심형 팬이 그의 흡입구를 전방으로 향하도록 함과 동시에, 원심팬을 소용돌이케이싱의 배면판측의 배면 단열벽의 오목부에 수납한 팬모터에 의해 지지하여 구동하도록 한 것이다.

상기 제4의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 냉동냉장고에 관한 제4의 발명의 구성은 원심팬은 그의 날개의 외주단의 출구각β₂가 70°~105°의 범위에 있고, 원심팬의 날개 단면형상이 회전방향과는 반대측으로 움푹 들어가고, 날개의 부착각도 회전방향과는 반대측으로 뒤쪽으로 경사지며, 날개의 외주단(外周端)이 거의 방사방향인 레이디얼날개로 한 것이다.

또, 원심팬의 날개간 유로폭이 입구측 폭a보다 출구측 폭b를 향해서 점차 넓어지고, 날개의 내주단(內周端)은 적어도 날개의 외주단을 통과하는 방사방향선 보다 회전방향에 위치한 팬을 사용하고, 또 원심팬의 날개 경사가 내주측에서 외주측을 향해 점차 작아지도록 형성한 것이다.

또한, 본 발명의 특징점을 부가해서 기술하면 다음과 같다.

상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명에 있어서는 팬장치 주위의 케이싱을 여러방향 토출형으로 하는 것에 의해서 무리없이 소정방향으로 냉기를 보내는 것을 기본구성으로 하였다. 즉, 팬장치, 팬의 흡입측에 냉각기를 배치하고 팬의 토출측과 연통하는 냉기배송덕트 및 취출구를 구비해서 저장실로 냉기를 보내는 냉동냉장고에 있어서, 냉동실의 위쪽 인접실에 냉장실을 마련하고, 냉동실에 대해서는 상기 냉동실의 배면에 레이디얼날개형 원심팬과 이 팬 주위에 여러개의작은 소용돌이부로 구성된 소용돌이케이싱을 냉각기와 함께 상하위치에 병설하도록 하였다.

그 밖에, 소용돌이케이싱의 종단 부근을 상기 실의 천정벽에 근접시키고 작은 소용돌이부의 종단과 소용돌이 시작점사이를 개구해서 좌우방향중의 어느 한쪽방향을 향하게 한 주토출구, 팬을 중심으로 해서 상기 소용돌이케이싱의 도중이고 또한 주토출구와 거의 반대쪽인 다른쪽 위치에 배치한 보조토출구 및 상기 주토출구와 보조토출구 사이에 배치한 냉장실용 위쪽 토출구를 구성하고, 이들 토출구를 레이디얼날개형 원심팬의 대략 축심높이 위치보다 위쪽으로하고, 이들 토출구의 상류위치의 작은 소용돌이부는 팬의 회전방향을 향해 점차 팬으로부터의 거리를 크게 하고, 토출구에서 냉기배송덕트에 걸쳐 흐름의 안내부를 형성하여 본 발명의 제1의 목적의 다방향 냉기 취출(吹出)기술을 제공하는 것이다.

또, 팬장치 및 냉각기가 있는 상기 냉동실에서 위쪽 인접실로의 냉기분배를 가능하게 하여 본 발명의 제2의 목적인 중간단 냉동실형이고 또한 사용하기 편리한 구조를 제공하는 것이다.

또, 소용돌이케이싱을 냉동실내의 배면에 밀착시키고 흡입구를 전방을 향하게 하며 배면 단일벽의 오목부에 수납한 팬모터에 의해 원심팬을 배면판 부근에서 지지구동하는 구성으로 하는 것에 의해서, 본 발명의 제3의 목적인 유효 내용적의 증대와 신뢰성 향상 기술을 제공한다.

또, 원심팬을 날개수가 많은 다익형(多翼形)으로 하고, 날개의 단면형상을 회전방향과는 반대측으로 움푹 들어가게 하고, 날개의 부착각도 회전방향과는 반대측으로 뒤쪽으로 경사지게 하여 날개의 외주단과 대략 방사방향인 레이디얼 날개로 하고, 날개의 외주단의 출구각 β₂가 70°~105°의 범위에 있고, 날개간 유로폭이 입구측 폭보다 출구측 폭을 향해서 점차 넓어지며, 날개의 내주단은 적어도 방사방향보다 회전방향측에 위치시키고, 날개의 경사가 내추즉에서 외주측을 향해 점차 작아지는구조로 하는 것에 의해서, 상기 개선효과를 한층 높여 본 발명의 제4의 목적인 팬장치의 설계면에서 우수한 기술을 제공한 것이다.

상기 각 기술적 수단의 작용은 다음과 같다.

제2의 발명에서는 케이싱을 여러개의 작은 소용돌이부로 형성하고, 각각의 종단을 소정방향을 따르는 안내부재(가이드)형상으로 해서 다음의 소용돌이 시작점과의 사이의 개구부를 토출구로 한 구성으로 되어 있으므로, 냉기를 냉동실 배면의 좌우의 주토출구와 보조토출구에서 용이하게 분산시켜 불어 내보낼 수 있어, 냉동실내의 온도분포 및 냉각속도를 양호하게 함과 동시에 서리적층이나 고드름발생에 의한 장해발생을 방지할 수가 있다.

제3의 발명에서는 소용돌이케이싱과 냉각기를 상하에 병설하고 배면 설치에 의해 이들 기기를 꼭 들어맞게 수납하여 냉동실의 유효 내용적을 크게 하고 있다.

또, 레이디얼날개형 원심팬 및 상기 주토출구와 보조토출구 사이에 배치한 상향(上向) 냉장실용 위쪽 토출구의 구성은 구조적인 흐름으로부터도 냉기의 위쪽으로의 취출(불어 내보냄)을 용이하게 하고, 위쪽 인접실을 냉장시로 하는데 적합하고 사용하기 편리한 중간단 냉동실형의 냉동냉장고를 제공할 수가 있다. 그밖에도, 소용돌이케이싱을 천정벽에 근접시킨 구성에 의해서, 냉동실내에 있어서의 냉기배송덕트를 거의 필요없게 하는 것이다.

제3의 발명에서는 소용돌이케이싱의 흡입구및 팬의 흡입구를 전방을 향하게 하고 동시에 배면 단열벽내에 수납한 팬모터에 의해 배면판측에서 지지구동하는 구성으로 했으므로, 냉동실의 유효 내용적을 크게 할 뿐만 아니라 팬모터의 단축화가 가능하게 되고 저진동화와 함께 팬모터의 축받이 수명을 길게 한다.

또, 위쪽에 냉장실을 배치하는 경우에는 소용돌이케이싱이 배면에 밀착되어있으므로, 냉기를 그대로 냉장실 배면을 따라 송풍시킬 수 있게되어 냉장실에 있어서의 유효내용적도 증대한다.

제4의 발명에서는 원심팬의 날개 단면이 회전방향과는 반대측으로 활(활) 모양으로 움푹 들어가 있는 것 및 날개의 부착각도 회전방향과는 반대측으로 뒤쪽으로 경사져 날개 외주단이 대략 방사방향에 있는 레이디얼날개형상인 것에 의해서 날개의 입구측 경사를 따른 유입을 실행시키고, 날개사이에 있어서는 토출측으로 감에 따라 점차 유속을 저하시켜 정압을 높이고, 날개의 토출단으로 감에 따라서 절대속도의 방향이 회전방향을 따르는 흐름으로 되게 형성할 수 있다.

즉, 토출된 후가 아니라 날개사이에 있어서 이미 정압을 높여 날개사이의 압력손실을 작게 한다. 또한, 날개에서 토출후의 소용돌이케이싱에 의한 정압의 고압화 필요성을 적게하고, 상대적으로 흐름의 안내적인 역할을 높여 소용돌이케이싱에 의한 압력손실을 작게 할 뿐만 아니라 소용돌이케이싱으로부터의 토출류의 속도분포가 양호하게 되는것에 의해서, 냉기배송덕트 및 취출그릴부 등의 손실을 적게 한다. 또, 소용돌이케이싱에 의한 정압의 고압화 필요성을 적게 하는 것에 의해서, 여러개의 작은 소용돌이부로 분할해도 풍량의 저하는 적어지게 되므로, 동시에 여러방향으로의 토출을 가능하게 한다.

또, 상기 날개형상은 가정용 냉동냉장고로서 적정한 순환풍량과 종래 이상의 저소음을 제공하고 팬모터특성에 맞는 사양을 제공한다.

또, 날개의 다익화(多翼化)는 회전 1차의 주파수를 대폭으로 높은 쪽으로 이동시킬 수 있고 상기 날개 단면의 경사에 따라 무게중심(重心)을 안쪽으로 이동시킬 수 있게 되어, 냉동냉장고의 풍로및 상자체와의 공지 및 공명을 저감할 수가 있다.

또한, 제1의 발명은 상기 제2~제4의 발명의 기본적인 구성을 갖는 것이며, 이들 발명 사이에서 공통적인 작용효과와 마찬가지 작용효과를 얻을 수 있다.

이하, 본 발명의 1실시예를 제1~제6도를 참조해서 설명한다.

제1도는 본 발명의 1실시예에 관한 팬장치를 조립한 냉동냉장고의 주요부 정면단면도, 제2도는 제1도의 A-A화살표의 단면도, 제3도는 제1도의 B-B화살표의 단면도, 제4도는 제1도의 팬용 케이싱 및 압력실의 확대도, 제5도는 제1도의 레이디얼날개형 원심팬의 부분확대 및 구조사양을 도시한 설명도, 제6도는 본 발명의 레이디얼날개형 원심팬의 성능을 다른 날개형식의 팬과 비교해서 도시한 선도이다.

먼저, 제1도~제5도를 참조해서 본 실시예의 냉동냉장고의 구성을 설명한다.

제1도~제4도에 있어서 (1)은 냉동냉장고의 외부상자, (2)는 중간단에 배치한 냉동실, (3)은 냉동실(2) 위쪽에 배치한 냉장실, (4)는 냉동실(2) 아래쪽에 배치한 야채실, (5)는 외부상자(1)의 하부 뒤쪽에 조립한 압축기, (6)은 냉동실(2)와 냉장실(3)을 구획하는 상부칸막이 단열체, (7)은 냉동실(2)와 야채실(4)를 구획하는 하부칸막이 단열체, (8)은 상자체의 배면 단열벽, (9)는 냉동실 내부의 배면으로서 실내의 뒤쪽벽에 상당한다. (10)은 냉동실(2) 내부의 배면(9)에 근접해서 배치한 냉각기, (11)은 이슬받이접시이다.

(12)는 팬장치를 구성하는 레이디얼날개형 원심팬으로서, 이 레이디얼날개형 원심팬(12)는 냉동실(2) 내부의 배면에 근접해서 냉각기(10)의 두께(깊이방향) 치수 이내로 냉각기 위쪽에 배치하고, 그의 날개(12a)를 중심판(12b)로부터 일체적으로 수직으로 다수 구비하고, 날개 앞쪽은 개구되어 흡입구(12c)로 되며 앞쪽의 내부칸막이판(13)과 대향해서 배치되어 있다.

날개(12a)의 단면형상은 제5도에 도시한 바와 같이, 팬회전방향N과는 반대방향으로 활모양으로 움푹 들어가고, 그의 부착각도 회전방향N과는 반대방향으로 각도θ만큼 경사져있으며, 반경방향 날개출구단(12aa)를 거의 방사방향으로 하고 있다. 반경방향 날개입구단(12ab)는 오목부의 휨에 연속해서 회전방향N에 근접시키고 있다. 즉, 내주단은 적어도 외주단을 통과하는 방사방향보다 회전방향측에 위치하고 있다.

또, 제1도~제4도에 있어서 (14)는 팬을 회전시킬 수 있도록 팬주위에 마련된 소용돌이케이싱이고, 이 소용돌이케이싱(14)는 여러개의 작은 소용돌이부(14a),(14b), (14c)로 구성되며, 이들 소용돌이부를 팬의 회전방향N을 따르게 하고 있다.

이들 도면에 기재된 바와 같이, 소용돌이케이싱(14)는 냉동실(2) 내부에 있어서 배면판(14)를 배면(9)와 접촉시키고 또한 냉동실(2)의 상부칸막이 단열체(6)에 밀착시키도록 형성되어 있다. 후자의 밀착부에는 소용돌이케이싱(14)의 위쪽 토출구(17)을 마련하고 있으며 상부칸막이 단열체중에 마련한 냉장실용 냉기배송덕트(22)와 연통되어 있다. 또, 이 위쪽 토출구(17)은 작은 소용돌이부(14b)의 종단측이 상부칸막이 단열체(6)에 근접하도록 마련되어 있고, 인접하는 작은 소용돌이부(14c)의 소용돌이 시작점과 함께 개구부의좌우 가장자리를 구성하고 있다.

소용돌이케이싱(14)의 전체구성으로서는 제4도에 상세한 것을 도시한 바와 같이, 팬의 축심높이 근방을 제1소용돌이 시작점(14aa)로 해서 나선형상으로 점차 팬으로부터 거리를 크게 하고 위쪽칸막이 단열체(6)에 근접시키고, 팬의 대략 축심높이 위치보다 위쪽에 좌측방향을 향한 주토출구(15)를, 소용돌이부 구성의 도중의 거의 반대쪽인 다른쪽 위치에 보조토출구(16)를 형성하고, 주토출구(15)와 보조토출구(16) 사이에는 상향의 위쪽 냉장실용 위쪽토출구(17)을 형성하고 있는 것이다.

(18)은 흡입구로서, 소용돌이케이싱(14)상의 앞면측에 상기 팬과 동심(同心)으로 앞쪽을 향해 개구되어 있다.

상기 내부 칸막이판(13)은 후술하는 냉기배송덕트의 역할을 겸하고 있고, 냉각기(10) 및 레이디얼날개형 원심팬(12)의 위치보다 앞쪽에 위치하고 있으며, 소용돌이케이싱(14)의 외면과 함께 부압실(19)를 형성하고 있다.

(20)은 그릴판이고, 이 그릴판(20)은 상기 내부칸막이판(13)의 앞쪽에 위치하고, 좌측 상부에 취출그릴(20a), 중간높이에 좌우로 높은 취출그릴(20b), 우측 상부에 취출그릴(20c)를 각각 구비해서 취출구를 형성하고, 소용돌이케이싱(14)의 내면 및 토출구(15), (16) 선단에 있는 각각의 냉기배송덕트(13a), (13b)의 내면과 함께 정압실(21a), (21b)를 형성하고 있는 것이다.

냉기배송덕트(13a)는 주토출구(15)에서 연속하여 점차 앞쪽의 취출그릴(20a)와 연통하고 일부를 아래쪽 좌우로 긴 취출그릴(20b)까지 연통하고 있다. 또, 냉기배송덕트(13b)는 보조토출구(16)에서 점차 앞쪽의 취출그릴(20c)까지 연통되어 있는 것이다.

제1도 및 제2도에 도시한(22)는 냉장실용 위쪽 토출구(17)에서 인접하는 냉장실(3)과 연통되어 있는 냉기배송덕트로서, 내면을 정압실 (22a)로 하고 있다.

상기 소용돌이케이싱(14)의 상세한 형상은 제4도에 도시한 바와 같이, 제1작은 소용돌이부(14a)가 레이디얼날개형 원심팬(12)의 좌측에서 축심높이 근방을 소용돌이 시작점(14aa)로 하고 회전방향N과 일치시켜 좌측감기로 하면서 점차 원심형 팬으로부터의 거리를 Ga₂까지 크게 하여 우측을 나선의 대략 종단(14ab)로 하고, 그 종단(14ab) 근방에서 형성한 소정의 냉기배출방향을 따르는 안내부(14ac)(본 발명에서는 우측을 향해 둥그스름하게 되도록 했다)로 이루어져 있다.

제2작은 소용돌이부(14b)는 그의 소용돌이 시작점 (14a)를 상기 제1 작은 소용돌이부의 종단(14ab)보다 선행한 위치로 또한 원심팬으로부터의 거리Gb₁을 제1 작은 소용돌이부의 종단(14ab)에 있어서의 원심팬으로부터의 거리Ga₂보다 작게 해서, 제1 작은 소용돌이부의 종단(14ab)와 함께 우측 위쪽으로 점차 바람을 유도하는 보조토출구(16)을 형성하고있다.

제2 작은 소용돌이부(14b)의 종단(14bb)는 제1 작은 소용돌이부와 마찬가지로 점차 원심팬으로부터의 거리를 크게 하고, 종단 (14bb)는 위쪽으로 향하는 둥그스름한 모양을 띤 안내부 (14bc)를 갖고 있다.

제3 작은 소용돌이부 (14c)는 그의 소용돌이 시작점(ca)를 제2 작은 소용돌이부의 종단 (14bb)보다 선행한 위치로 또한 제2 작은 소용돌이부의 종단(14bb)와 함께 위쪽으로 점차 바람을 유도하는 냉장실용 위쪽 토출구(17)을 형성한다.

제3 작은 소용돌이부의 종단(14cb)는 마찬가지로해서, 좌측을 향하는 둥그스름한 모양을 띤 안내부 (14cc)로 이루어지고, 그것보다 선행해서 원심팬의 대략 축심높이 위치에서 좌측위치의 제1 작은 소용돌이부의 소용돌이 시작점 (14aa)와 함께 좌측으로 바람을 유도하는 주토출구(15)를 형성하고 있다.

즉, 주토출구(15)는 제3 작은 송용돌이부의 종단(14cc)와 제1 작은 소용돌이부의 소용돌이 시작점 (14aa) 사이의 개구부, 보조토출구(16)은 제1 작은 소용돌이부의 종단(14ac)와 제2 작은 소용돌이부의 소용돌이 시작점(14ba) 사이의 개구부, 냉장실용 위쪽토출구(17)은 제2 작은 소용돌이부의 종단(14bc)와 제3 작은 소용돌이부의 소용돌이 시작점 (14ca) 사이의 개구부로 되어 있다.

제2도에 도시한(23)은 팬모터이고, 이 팬모터(23)은 배면 단열벽(8)의 내부오목부(25)에 수납되고, 그의 한쪽끝은 소용돌이케이싱의 배면판(14e)에 또한 그의 다른쪽끝을 지지기구(26)에 각각 방진고무(27)을 거쳐서 축심지지하고 있고, 지지기구(26)의 다른쪽끝을 앞쪽으로 구부려 배면판(14e)에 지지하고 레이디얼날 개형 원심팬(12)를 직접 연결해서 구동한다. 배면판(14e)는 소용돌이케이싱(14)의 배면판 역할을 함과 동시에, 원심팬측과 팬모터측을 구획하며 냉동실의 배면(9)에 밀착시켜 부착되어 있는 것이다.

제2도에 도시한 (29)는 냉동실 아래쪽 안쪽부의 냉기귀환구로서, 냉각기(10)의 하측 앞쪽과 연통되어 있는 것이다.

(30)은 댐퍼(damper)이고, 이 댐퍼(30)은 냉기배송덕트(22)의 종단에서 도중의 냉장실 입구 바로뒤의 바닥면 안쪽부에 설치되어 있다. 냉기배송덕트(22)는 대부분이 냉동실의 상부칸막이 단열체(6)내에 형성되고, 소용돌이케이싱(14)의 내면 및 냉기배송덕트(22)의 내면과 함께 정압실(22a)를 형성하고 있다.

(31)은 냉장실(3)의 그릴판이고, 이 그릴판(31)은 좌우에 취출그릴(31a)를 구비하고, 내면에서 배송덕트(31b)를 형성하며, 냉장실(3)의 중앙배면에 밀착시켜 배치되어있다.

(33)은 통과덕트(pass duct)이고, 이 통과덕트(33)은 냉장실(3)의 바닥면에서 냉각기(10)의 좌측 상자체의 배면단열벽(8)내를 통과하고 냉동실(2)를 우회(bypass)하여 야채실(4)와 연통되어 있는 것이다. (34)는 귀환덕트이고, 이 귀환덕트(34)는 냉동실(2)의 아래쪽 칸막이 단열체(7)내에 형성되고, 그의 흡입구(35)를 야채실(4)쪽으로 개구하고 다른쪽끝을 냉각기(10)의 하측 앞쪽과 연통시키고 있는 것이다.

(40)은 냉동실 수납용의 서랍형 상부용기, (41)은 마찬가지로 하부용기이다.

상기한 바와 같이 구성한 냉동냉장고의 작용을 이하 설명한다.

팬모터(23)을 구동해서 레이디얼날개형 원심팬(12)를 회전시키는 것에 의해서, 냉각기(10)을 통과해서 저온으로 된 냉기가 소용돌이팬(14)의 흡입구(18)에서 유입하고 레이디얼날개(12a)의 작용에 의해 날개 사이에서 정압이 승압된다.

소용돌이케이싱(14)는 여러개의 작은 소용돌이부(14a), (14b), (14c)로 구성되어 있으므로, 냉기는 그 사이에 형성된 좌향(左向) 주토출구(15), 우향(右向) 보조토출구(16)으로부터 각각 정압실(21a), (21b)에 도달하고, 냉동실(2)에 대해서는 좌측 상부의 취출그릴(20a), 아래쪽 좌우로 긴 취출그릴(20b) 및 우측 상부의 취출그릴(20c)의 수(數)개소에서 상부용기(40) 및 하부용기(41)로 송출된다.

한편, 냉장실(3)에 대해서 냉기는 마찬가지로 레이디얼날개(12a)에 의해 승압되고, 작은 소용돌이부 사이에 형성된 상향 냉장실용 위쪽토출구(17)에서 정압실(22a)에 도달하고, 바로위쪽을 향해서 직접 냉장실(3)측으로 보내지며, 냉장실(3)의 바닥면 안쪽부에 설치된 댐퍼(30)에 의해서 냉각에 필요한 양만큼 소정시간 동안 냉기배송덕트(31b)를 거쳐서 취출그릴 (31a)에서 송출된다.

야채실(4)에 대해서는 냉장실(3)에 일단 들어온 냉기를 바닥면덕트(32)에서 통과덕트(33)을 통해서 송출한다.

냉동실(2)로부터의 귀환냉기는 바닥면 안쪽부의 귀환구(29)에서 냉각기(10)의 하측 앞쪽으로 유입한다. 냉장실(3)으로부터의 귀환냉기는 직접 냉각기(10)측으로 되돌아가지 않고, 냉장실(3)에 일단 들어온 냉기는 통과덕트(33)을 통과해서 일단 야채실(4)로 페치(fetch)되어 야채실(4)로부터 되돌아오게 된다. 야채실(4)로부터의 귀환냉기는 야채실(4)의 천정 앞쪽에서, 즉 냉동실의 하부칸막이 단열체(7)의 이면측 흡입구(35)에서 하부칸막이 단열체(7)내의 귀환덕트(34)를 통해서 냉각기(10)의 하측 앞쪽에서 유입한다.

상기와 같이 구성한 냉동냉장고에 있어서는 소용돌이케이싱(14)를 여러개의 작은 소용돌이부(14a), (14b), (14c)로 구성했으므로, 작은 소용돌이부 사이를 토출구로 해서 냉동실(2)에 대해서는 좌측을 향한 주토출구(15)에 의해서 소용돌이케이싱(14)에 의해 전체적으로 규제된 냉기가 좌측을 향한 주토출구(15)에서 냉기배송덕트(13a)에 의해 점차 좌측 상부 앞쪽 및 하부 앞쪽으로 안내되고, 좌측 상부의 취출그릴(20a) 및 하부 좌우로 넓은 취출그릴(20b)로부터 불어 내보낼 수가 있다.

특히, 소용돌이케이싱(14)의 도중에 있는 작은 소용돌이부 사이의 우측을 향하는 보조토출구(16)으로부터는 작은 소용돌이부의 종단(14ab)의 우측으로 휜 안내부 (14ac)와냉기배송덕트(13b)에 의해서 점차우측 상부 앞쪽으로 안내되고, 우측 상부의 토출그릴(20c)로부터도 불어 내보낼 수 있다. 이와 같이, 냉동실(2)에는 취출그릴(20)의 좌우를 포함한 수개소로부터 냉기를 불어 내보낼 수 있으므로, 냉동실(2)의 온도분포를 양호하게 하여 냉각속도를 빠르게 한다. 또, 냉각기(10)부분의 통과에 의해서 저습도화된 냉기가 취출그릴(20) 주변에 넓게 흐르게 되므로, 일시적으로 서리나 이슬이 부착해도 그의 승화(昇華)작용에 의해서 서리적층이나 냉각기 서리제거후의 이슬의 고드름화 성장을 없앨 수가 있다.

또, 작은 소용돌이부(14a), (14b), (14c)를 형성한 것에 의해서, 소용돌이케이싱(14)의 위쪽의 상향(上向) 작은 소용돌이부 사이를 냉장실용 위쪽 토출구(17)로 했으므로, 냉기를 상부칸막이 단열체(6)을 개재하는 것만으로 위쪽의 냉장실(3)측으로 직선 단거리로 보낼 수 있고, 구조상 적절하고 용이하게 냉동실(2)의 위쪽에 냉장실(3)을 배치할 수 있어 중간단 냉동실형으로 구성할 수가 있다. 이것에 의해, 냉동실(2)에 관해서는 그의 높이위치가 사람의 키로 보아 낮아지므로, 사용자 (사람)에 의한 보존품의 세심한 관찰, 촉감 등의 직접 온도관리 및 동시 보존품과의 접촉동결방지의 재배치, 넣고뺌 등의 작업이 용이하게 될 뿐만 아니라 사용자의 작업자세에도 무리가 없는 냉동냉장고를 얻을 수 있다.

냉동냉장고에 있어서의 냉기순환은 항상 압력실, 덕트, 그릴 등을 통해서 실행되고, 이들 각 부품의 설치는 단열벽내 또는 벽부근에서 실행된다.

식품의 수납량을 많게 하기 위해서는 이들 각 부품을 소형화하고 각 부품을 벽면에 고정시킨 구성으로 하면 통풍저항이 커져, 그 통풍저항에 적당한 정압의 높은 팬이 필요하기 때문에 팬소음이 증대해 버리게 된다.

그런데, 통풍저항은 풍속의 2승에 비례하므로, 가령 통풍로 단면을 면적에서 20% 축소시키면 통풍저항은 약1.4배로 되고, 소음도 압력의 2승에 비례하므로20log(1+0.4)=2.9(dB) 높아져 버리게 된다. 상기 팬소음의 증가는 팬으로부터의 토출의 절대속도가 커져 버리거나 풍속분포가 나빠 부분적으로 고속인 경우에도 마찬가지이다.

그래서, 본 실시예에 있어서의 레이얼날개형 원심팬(12)는 특유의 날개형상을 채용해서 상기 문제를 해결하고 있다. 이하, 제5도 및 제6도를 참조해서 설명한다.

제5도에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 있어서의 레이디얼날개형 원심팬(12)는 그의 레이디얼날개(12a)의 단면형상을 팬 회전방향N과는 반대방향으로 활모양으로 움푹 들어가게 하고, 전체를 회전방향N과는 반대측으로 뒤쪽으로 경사지게 하여 반경방향의 날개출구단(12aa)를 거의 방사방향으로 한것이다. 따라서, 날개 사이의 유로폭은 입구측의 치수a보다 출구각의 치수b가 크게 되어 있다. 이 때문에, 날개 사이에 있어서의 냉기의 흐름은 감속류로 되어 날개 사이에서 나올 때까지 동압이 정압으로 변환되는 것이다(시로코팬 등의 앞쪽으로 경사진 날개에서는 반대로 증속되어 동압이 높아져 버린다).

그 때문에, 주위의 소용돌이케이싱(14)에 있어서의 정압회복의 필요성은 적어지게 된다. 이것에 의해, 소용돌이케이싱(14)를 소형으로 할 수가 있다. 또, 소용돌이케이싱(14)는 작은 소용돌이부(14a), (14b), (14c)로 구성하고, 작은 소용돌이부 사이를 개구하여 냉동실용으로서 좌우를 향한 2개의 토출구(15), (16)을, 냉장실용으로서 위쪽으로 향한 토출구(17)을 얻을 수가 있다.

또, 소용돌이케이싱(14)에서 송출되는 냉기의 유속의 분포도 마찬가지로, 날개 사이에 있어서 이미 감속화가 진행되어 분포가 양호하게 되고, 정압실(21a), (21b), (22a)에 도달할 때까지 충분히 정압화되어 통풍저항이 적은 상태로 정합실(21a), (21b)를 통과하며, 취출그릴(20a), (20b)부에서 냉동실(2)로도 위쪽의 정압실(22a), 댐퍼(30)을 통과해서 취출그릴(31a)로 이루어지는 취출구에서 냉장실(3)으로 용이하게 송풍할 수가 있다. 따라서, 통풍저항이 적고 또한 토출구가 여러개 있으므로, 풍속도 작아 필요한 압력도 한층 낮게 할 수 있다. 또, 팬모터(23)도 소형(=저출력)으로 할 수가 있다.

또, 제5도중에 속도 삼각형으로 도시한 바와 같이, 반경방향 외주에 위치하는 날개출구단(12aa)는 날개와 흐름의 상대속도W₂가 작기 때문에 소음이 낮아질 뿐만 아니라, 절대속도C₂의 방향을 날개입구단(12ab)에서 날개출구단(12aa)로 감에 따라서 점차 팬회전방향을 따르도록 전향시키기 때문에 소용돌이케이싱(14)로의 충돌이 작아져 팬압력의 손실이 적어진다. 한편, 반경방향 내주에 위치하는 날개입구단(12ab)는 유입상대속도W₁방향을 따르는 형태로 오목부측에서 연속하여 회전방향으로 접근해가도록 하고 있으므로, 레이디얼날개(12a)로의 유입시의 흐트러짐발생도 적고, 이 때문에 저소음이 얻어진다.

또, 원심팬의 정압은 어느 정도 회전수를 높이는 것에 의해 얻어지는 것이므로, 동일출력으로 하기 위해서는 회전수가 높은 만큼 소요 토오크가 작아진다. 따라서, 통상의 2극 유도모터가 사용가능하게 되고 효율이 높은 속도점에서 사용 가능하게 되어, 팬모터(23)의 입력을 낮게 할 수 있고 저소비전력화와 함께 냉각 능력을 향상시킬 수가 있다.

또, 레이디얼날개(12a)에 있어서는 날개 사이에서의 정압화가 많기 때문에, 소용돌이케이싱(14)나 정압실(21a), (21b), (21a) 등에 있어서의 감속(확대류)을 적게 할 수 있으므로, 소용돌이발생이 적고 맥동류도 적어져 통풍로 등의 공진이나 공명도 작게 할 수 있다. 또, 날개단면의 경사가 반경방향 바깥쪽으로 감에 따라서 작게 되므로, 레이디얼날개(12a)의 무게중심이 중심방향으로 되어 팬모터(23)의 기동토오크를 작게 할 수 있고 진동도 저감할 수가 있다.

또, 레이디얼날개(12a)의 갯수는 종래부터 자주 사용되어 온 프로펠러팬보다 수배(5~10배) 많은 다익형이므로, 날개의 회전주파수(날개수×1초간의 회전수)는 수배 높아지고, 냉동냉장고 상자체의 고유진동수(대헝 단열상자체에 있어서 통상100~300㎐)에 대해 멀어지게 할 수 있게 된다(사익(四翼) 프로펠러팬 날개의 회전주파수는 150~200㎐, 본 발명의 레이디얼날개형 원심팬(12)는 20개 이상이므로 5배인 750㎐로 된다). 그 때문에, 팬모터(23)을 거친 가진(加振)이나 유체에 의한 통풍로 가진이 있어도 공진이나 공명이 적어지게 된다. 도, 날개의 회전주파수가 높아지게 되는 것에 의해서, 소음의 주된 주파수가 높으므로 상체에 의한 차음효과가 커지게 되는 것에 의해서도 외부로 방출되는 방사소음이 저감된다.

다음에, 본 실시예의 레이디얼날개형 원심팬(12)의 배치구조의 이점에 대해서 설명한다.

레이디얼날개형 원심팬(12) 및 주위의 소용돌이케이싱(14)는 상자체 내부의 배면에 배치하고 흡입구(18)을 앞쪽을 향하게 하여 개구시키고, 정압실(21a), (21b), (21c)는 소용돌이케이싱(14)와 연통되어 측면쪽에 있다. 팬은 레이디얼날개형 원심팬(12)를 사용하고 있으므로 소용돌이케이싱(14)로 바람이 들어가기 전에 정압화가 진행되고 있고 내부의풍속도 작으므로, 소용돌이케이싱(14)는 소형의 스크롤로 형성할 수 있다.

이 때문에, 케이싱 상하방향의 치수를 작게 할 수 있는 것에 의해서, 상자체 내부에 배면에 배치한 냉각기(10)의 전후 두께치수내에서 상하에 용이하게 나란히 배치할 수 있어 냉동실(4)의 식품을 수납할 수 있는 유효 냉용적을 크게 할 수 있다는 효과를 얻고 있다.

또, 제1 작은 소용돌이를 원심형 팬의 축심높이 부근부터 회전방향과 일치시켜 원심형 팬의 아래쪽을 통과하는 소용돌이로 하고 있으므로, 케이싱위치가 원심형 팬에 가깝게 되고 나머지 흡입풍로로 되는 케이싱과 냉각기(10) 사이가 넓어지므로 풍량을 증가시킬 수 있다는 효과가 있다.

또, 소용돌이 케이싱(14)의 종단 부근을 냉동실(2)의 천정벽에 근접시키고, 근접부에 위치해서 작은 소용돌이부(14b), (14c) 사이를 개구하여 냉장실용 위쪽 토출구(17)로 하고 있으므로, 상부칸막이 단열체(6)을 관통시키는 것만으로 위쪽의 냉장실(3)용 냉기배송덕트(22)를 용이하게 구성할 수가 있다.

또, 소용돌이 케이싱의 흡입구(18)을 앞쪽을 향하게 하는 것에 의해 냉장실용 위쪽 토출구(17)를 배면(9)와 밀착시킬 수 있으므로, 냉기배송덕트(22)는 그대로 직송으로 냉장실(3)의 바닥면 안쪽부에 용이하게 도달할 수 있다. 또, 이것에 의해, 냉장실(3)의 댐퍼(30)의 장치 및 그릴판(31)을 배면(9)에 상하로 고정시켜 배치할 수 있으므로, 식품을 수납할 수있는 유효 내용적을 크게 할 수 있다는 효과가 얻어진다.

실험에 의하면 동일직경의 시로코팬을 사용하는 경우와 비교해서, 본 실시예의 레이디얼날개형 원심팬(12)에서는 토출구높이(종단(9a)부)의 치수는 단일의 3/4회 감기형(3/4周卷形) 케이싱에 있어서는 15~20% 소형으로 할 수 있고, 이것을 본 실시예와 같은 작은 소용돌이구성으로 해도 10~15% 소형으로 할 수 있다는 것을 확인하였다. 또, 상기 구조에 의해서 팬모터(23)은 통풍로와는 관계없는 배면 단열벽(8)측에 수납할 수 있고 모터축의 길이도 짧게 할 수가 있다.

도, 본 실시예의 레이디얼날개형 원심팬(12)에서는 풍량의 증가가 얻어지고 팬모터(23)의 진동도 작게 할 수 있다는 효과가 있을 뿐만 아니라, 소용돌이케이싱(14)의 배면판(14e)에 의해 팬모터(23)을 지지할 수 있으므로 새로운 부품을 필요로 하지 않고 또 진동이 작은 축심지지가 용이하게 가능해진다. 그 밖에, 배면판(14e)에 의해 팬모터(23)을 배면 단열벽(8)의 오목부(25)에 밀폐해서 팬모터(23)으로의 이슬부착발생을 방지하고(종래, 팬모터(23)이 단속(斷續) 정지중에 식어 버리기 때문에, 운전했을 때에는 이슬부착이 발생하고 있었다) 또한 팬모터(23)에서 발생하는 열의 일부를 뒤쪽에서 상자체 외부로 방열하여 상자체 내부의 냉각능력을 향상시킨다는 효과가 얻어진다.

다음에, 레이디얼날개형 원심팬(12)가 양호하다는 것을 확인하기 위해, 실제로 측정한 데이타를 제6도를 참조해서 상세하게 설명한다.

실험은 외경 D₂가 80㎜, 내경 D₁이 68㎜, 축방향두께가 30㎜, 날개갯수가 30개인 팬을 상용하고, 통상의 단일의 3/4회 감기형 케이싱을 사용하고, 유효 내 용적이 370ℓ(리터)인 냉동냉장고와 동일한 통풍저항 부하조건하에서 냉각능력에 맞는 풍량이 0.85㎥/min으로 일정한 전체압력(20Pa)를 얻는 경우에 대해서 날개 단면형상을 여러가지로 변경하여 팬 단일체의 성능을 측정하고, 날개의 출구각β₂의 관계에 의해 소용돌이케이싱 토출구의 앞쪽 1m의 위치의 소음 레벨을SL, 그때의 소요회전수를 Nf, 소요토오크를 T, 팬의 전체압력 효율을 η로 정리하였다.

제6도중의 1점쇄선은 날개 단면형상이 회전방향에 대해 부풀어오른 부분이 있고 전체가 회전방향에 대해 반대쪽으로 경사지는 소위 백워드 날개형 원심팬인 경우를 나타내고, 점선은 날개단면형상이 회전방향에 대해서 움푹 들어가고 전체가 회전방향에 대해 앞쪽으로 경사지는 소위 포워드날개형 원심팬인 경우를 나타내며, 실선을 본 발명에 있어서의 회전방향에 대해 움푹 들어가고 또한 전체가 회전방향과는 반대로 뒤쪽으로 경사지는 레이디얼날개형 원심팬인 경우를 나타내는 것이다.

제6도에서 알 수 있는 바와 같이, 레이디얼날개형 원심팬은 출구각β₂가 70°~105°의 범위로서 소음SL이 명확하게 포워드날개형 원심팬보다 낮은 것으로 되어 있다. 그 이유는 상술한 바와 같이 날개에 대한 흐름의 상대속도W₂가 가장 작으므로, 날개사이 및 날개 출구단(12aa)에 있어서의 흐트러짐 등이 적고 또 날개 입구단(12ab)가 바람의 유입방향을 따르기 때문이고 또한 소용돌이케이싱내에 있어서의 정압회복도 완만하게 실행되기 때문이다. 따라서, 팬의 효율η이 높고 또 소요회전수Nf는 매분2000회전 이상으로 되어 통상의 소형 2극 팬모터에 의해 충분히 운전할 수 있다.

또, 날개 전체가 회전방향으로 경사지는 포워드날개형 원심팬에 있어서는 소음이 레이디얼날개형 원심팬보다 높다. 그 이유는 날개의 경사에 의해서 출구측 날개사이 풍로폭 치수가 작아지고 통과하는 절대속도C₂의 고속화에 의해 날개와의 상대속도W₂가 빨라지게 되기 때문에 날개사이 및 날개출구단에 있어서의 흐트러짐이 많아지는 것 및 동압으로 되는 절대속도가 크기 때문에 소용돌이케이싱의 확대로에 의한 흐트러짐과 고속부에 의한 케이싱내 손실이 많아지기 때문이다. 또, 이 때문에 팬효율η도 저하하고 있다.

한편 소요 회전수Nf에 대해서도 매분 2000회전보다 낮아지고 통상의 소형 2극 유도모터에 의해서는 공정(slip)률이 너무 큰 동작점 즉 저회전수로 됨에 따라서 토오크값이 저하하는 영역에서 사용하게 되고, 아주 적은 양의 전원전압의 변동 또는 팬부하의 변동에 의해 회전수가 변동하게 되어 사실상 2극 유도모터를 사용할 수 없다는 문제가 있다.

또, 저회전수로 되는 것에 의해서 동일한 작업량을 실행하기 위해서는 저회전수이고 소요 토오크도 큰 것이 요구되고, 회전수의 공전률이 큰 것과 아울러 팬모터의 효율이 저하해서 입력도 증가한다는 문제가 있다. 한편, 회전수를 높이기 위해서 팬외경을 작게 하는 것도 고려되지만, 풍량은 회전수의 1승에 비례해서 증가하는 반면 팬외경에는 대략 3승에 비례해서 적어지므로 풍량부족이라는 문제를 발생시킨다.

한편, 백워드날개형 원심팬에 있어서는 소음SL이 높다. 그 이유는 날개와 흐름의 상대속도W₂가 빨라지는 것 및 풍압이 낮아지는 것을 회전수Nf를 늘리고 둘레속도U₂를 빠르게 하여 커버(cover)하기 때문이다. 따라서, 날개부에 있어서의 손실이 크고 효율이 저하한다. 이것을 개선하는 경우에는 대형화하는 것이 필요하게 되고 수납성이나 재료비의 상승, 진동 증가 등의 새로운 문제가 발생하게 된다.

제6도중에 있어서 빗금친 데이타점은 실제로 본 실시예의 중간냉동실형의 냉동냉장고에 조립하고 팬만 운전시켜 풍량이 0.85㎥/min 얻어지는 회전수로 설정(따라서, 팬 단일체 시험시를 무시)하고, β₂=90°레이디얼날개형 원심팬이 팬단일체 시험시와 동일한 소음으로 되는 거리(상자 앞쪽 0.3m)에 마이크폰을 설치하고, 포워드날개형 원심팬과 백워드날개형 원심팬에 대해서 소음을 측정한 예이다.

팬단일체의 평가시에 대해서 포워드날개형 원심팬에서는 삼각형 빗금으로 나타낸 바와 같이, 회전수를 12% 높게 해서 동일풍량이 얻어지며 소음은 4dB 상승하였다.

이것은 앞에서 설명한 바와 같이, 절대속도C₂가 커서 정압회복이 좋지 않기 때문에 유속이 빠른 흐름부분에서 정압실(21a), (21b), (22) 및 취출그릴(20a), (20b), (20c) 등의 통풍저항이 커지며, 그것을 회전수 증대로 보충한 것에 의하는 것이다. 따라서, 팬모터의 출력을 크게 할 필요가 있고 입력도 커진다.

또한, 제6도중의 원형빗금은 단일 소용돌이케이싱인 경우에 냉동실로만 바람을 보내어 마찬가지로 측정한 예이지만, 팬 단일체의 평가시에 대해서 포워드날개형 원심팬에서는 회전수를 8% 높게 하여 동일풍량이 얻어지고 소음은 3dB 상승하였다. 상술한 작은 소용돌이구성인 경우쪽이 필요회전수가 높다는 것을 포워드날개형 원심팬인 경우 절대속도C₂가 크기 때문에, 케이싱형상에 의존성이 높아 여러방향의 취출(吹出)시에는 적합하지 않다는 것을 나타내는 것이다.

백워드날개형 원심팬에 있어서는 사각형 빗금으로 나타낸 바와 같이, 소음이 1.5dB 상승하였다. 이것은 회전수가 높은 것에 의해서 모터진동이 높아진 것에 의한 것이었다.

이상, 데이타를 기본으로 날개형상에 의한 실측성능을 설명한 바와 같이 날개의 형상은 성능에 큰 영향을 끼치는 것으로서, 본 발명의 레이디얼날개형 원심팬으로 하는 것에 의해 저소음이 얻어지고, 이것과 조합해서 사용하는 팬모터도 소형의 2극 유도모터로 되어 효율좋은 운전이 가능하다는 것을 확인할 수 있었다. 또, 냉기배송덕트 및 그릴 등을 필요로 하는 냉동냉장고에 적용하면, 팬 단일체에 있어서의 소음레벨의 차보다 큰 효과가 얻어진다는 것도 확인할 수 있었다.

다음에, 본 발명의 레이디얼날개형 원심팬의 날개형상에 따른 주된 사양에 대해서 설명하면, 제5도에 있어서 작은 소용돌이 구성의 케이싱을 사용하는 경우에는 내경 D₁은 0.7D₂~0.88D₂(외경을 D₂로 한다), 날개 갯수Z는 0.25D₂~0.5D₂, 날개출구각β₂는 날개의 오목부 곡률반경R이 0.07D₂~0.15D₂인 것을 목표로 하여 70°~105°, 날개전체의 부착각θ(경사)는 회전방향과는 반대로 뒤쪽으로 경사지는 형상으로 하는 것이 좋다.

이상 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 냉동실의 온도분포, 냉각속도를 균일하게 되도록 개선하고, 또 다습시의 문 개페나 서리제거후의 칸막이판이나 구획부품 등으로의 서리적층이나 이슬맺힘(결로)의 고드름성장을 방지하기 위한 저소음의 냉동냉장고를 제공할 수 있다.

또, 본 발명에 의하면 냉동시의 위쪽으로도 냉기송풍을 가능하게 하고 위쪽에 냉장실을 또 아래쪽에는 야채실 등을 설치할 수 있게 해서 가장 온도관리가 중요하고 식품의 넣고뺌 및 사용상의 편리함이 좋은 냉동실을 중간단에 설치할 수 있도록 한 냉동냉장고를 제공할 수가 있다.

또, 본 발명에 의하면 유효 내용적을 크게 하고 또한 저진동인 냉동냉장고를 제공할 수가 있다.

또, 본 발명에 의하면 냉동냉장고용으로서의 팬장치 주위의 케이싱형상 및 원심팬의 적절한 날개형상을 명확하게 하고, 소용돌이케이싱이나 배송덕트 등의 소형화에 유리하고, 다방면으로의 냉기의 송풍이 가능한 팬장치의 설계를 실현할 수 있다. 또, 냉각성능이 우수하고 또한 저풍압(低風壓)이고 고효율인 팬의 운전을 실행할 수 있으므로 소비전력이 적은 냉동냉장고를 제공할 수 있다.

Claims (3)

1. 내부에 냉동실을 포함하는 여러개의 저장실을 갖는 상자체(1), 상기 상자체(1)내에 배치되고 내부를 냉기가 흐르는 냉기통로(31), 상기 상자체 내부의 상기 냉기를 유동시키는 팬(12), 상기팬의 상자체의 상하방향 아래쪽에 배치된 냉각기(10) 및 상기 냉기통로와 연통되어 있고 상기냉기를 상기 저장실로 불어 내보내는 취출구(31a)를 구비한 냉장고에 있어서, 상기 팬(12)의 주위에 안내벽을 갖는 팬의 수용실(14) 및 상기 안내벽상이고 또한 상기 팬(12) 주위에 형성되며 상기 취출구와 연통되어 있는 여러개의 냉기 통기구(15, 16, 17)을 구비한 냉동냉장고.
2. 제1항에 있어서, 상기 팬(12)는 상기 상자체 내부의 중간부에 마련되고, 상기 여러개의 냉기통기구(15, 16, 17)중의 1개는 상기 팬의 상기 상자체의 상하방향 위쪽 저장실과 연통되어 있는 냉동냉장고.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기팬은 원심팬인 냉동냉장고.