KR100490158B1 - 냉각 팬용 백 커버구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 PDP TV나 LCD프로젝터에 사용되는 냉각팬의 유동소음을 최소화할 수 있도록 하는 냉각 팬용 백 커버구조에 관한 것이다.

본 발명에 따른 냉각 팬용 백 커버구조는 PDP TV나 LCD프로젝터 등의 디스플레이 장치에 있어서,

상기 디스플레이 장치에서 발생되는 뜨거운 열을 강제 냉각시키기 위한 냉각 팬과, 상기 냉각 팬 전면의 세트 내벽에 통기공부를 형성시킨 백 커버를 포함하고, 상기 냉각 팬의 날개 중앙으로부터 통기공부까지의 이격 거리를 최소한 8±2mm가 유지되도록 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 PDP TV나 LCD프로젝터의 세트 내부 디스플레이 장치에서 발생되는 열을 강제로 방출시키도록 하는 냉각 팬과 백 커버를 적절히 설계하여 공기 유동에 따른 유동소음을 최소화할 수 있게 됨으로써, 사용자에게 쾌적한 시청조건을 제공할 수 있게 되는 효과를 갖는다.

Description

냉각 팬용 백 커버구조{back cover structure of refrigeration fan}

본 발명은 PDP TV나 LCD프로젝터에 사용되는 냉각팬의 유동소음을 최소화할 수 있도록 하는 냉각 팬용 백 커버구조에 관한 것이다.

일반적으로 PDP TV나 LCD프로젝터는 스크린을 통해 사용자에게 선명하고 생동감 있는 영상을 제공하기 위한 것으로서, 이를 위한 디스플레이 장치 구동 시에 많은 열이 내부에서 발생하게 된다.

특히, LCD프로젝터의 경우를 살펴보면, 크게 램프에서 생성된 백색광이 다수의 렌즈와 미러들을 통과 하면서 R,G,B의 세가지 빛으로 분리되어 엘씨디 패널에 입사되는 조명계와, 상기 조명계로부터 입사된 빛이 R,G,B의 각 엘씨디 패널을 통과하여 하나로 합성됨과 동시에 투사렌즈를 통해 스크린 전면으로 확대 시켜주는 광합성계로 구성된다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 LCD프로젝터의 광학엔진 성능은 화면의 밝기에 의해 좌우되는 것으로서, 화면의 밝기를 향상시키기 위해서는 상기 램프의 밝기를 높여주어야만 한다.

그런데, 램프의 밝기를 높이게 됨에 따라서 광학엔진 내부의 온도가 상승하게 되고, 이로 인해 발생한 고열은 기기에 좋지 못한 영향을 미치게 되는데 LCD가 끓거나, 편광판이 타는 등의 문제를 유발하게 된다.

이로 인해, 세트 내부 일측에 냉각 팬을 설치하고, 상기 냉각 팬에 의해서 세트 내부에서의 열을 외부로 강제적으로 배출시키도록 하는 방법이 사용되고 있다.

이러한, 냉각 팬을 구동함으로써, 여러 가지 소음 발생의 원인이 되고 있는데, 이는 사용자의 편안한 시청을 방해하게 되는 것이기도 하다.

그리고, 상기 냉각 팬을 구동함으로써, 발생될 수 있는 소음은 크게 냉각 팬이 구동하면서 발생되는 냉각 팬 자체의 소음과 냉각 팬의 진동이 세트로 전달되어 발생되는 진동 소음 및 냉각 팬 구동으로 인한 공기 유동으로 인한 유동 소음으로 크게 분류할 수 있다.

종래의 PDP TV의 경우를 보면, 냉각 팬 자체의 소음 및 진동 소음을 최소화할 수 있도록 하기 위한 방진 설계를 실시하여 소음을 최소화시키고 있는 반면, 유동 소음에 대하여는 정확한 대응 설계가 이루어지지 못하고 있는 실정이다.

도 1은 종래의 냉각 팬 설치 구조를 나타낸 개략도이다.

동 도면에서 보여지는 바와 같이 백 커버(10)에 냉각유체가 드나들 수 있도록 하는 통기공부(11)를 형성하고, 상기 통기공부(11) 내측으로 일정거리 떨어져서 냉각 팬(20)이 설치된다.

이때, 상기 냉각 팬(20)과 통기공부(11)가 형성된 백 커버(10)와의 거리(a)는 세트(set)의 두께를 고려하여 최소한의 간격으로 설계 생산되어진다.

그러나, 상기와 같은 설계는 유동소음에 대해서는 전혀 고려되지 못한 부분으로서, 보여지는 바와 같이 냉각 팬(20)과 백 커버(10)의 거리(a)를 너무 가깝게 설치하게 되면, 냉각 팬(20)의 구동시 공기의 유동으로 인한 팬 유동소음이 심하게 발생하는 문제를 갖게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 PDP TV나 LCD프로젝터의 세트 내부 디스플레이 장치에서 발생되는 열을 강제로 방출시키도록 하는 냉각 팬과 백 커버를 적절히 설계하여 공기 유동에 따른 유동소음을 최소화할 수 있도록 하는 냉각 팬용 백 커버구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉각 팬용 백 커버구조는 PDP TV나 LCD프로젝터 등의 디스플레이 장치에 있어서,

상기 디스플레이 장치에서 발생되는 뜨거운 열을 강제 냉각시키기 위한 냉각 팬과, 상기 냉각 팬 전면의 세트 내벽에 통기공부를 형성시킨 백 커버를 포함하고, 상기 냉각 팬의 날개 중앙으로부터 통기공부까지의 이격 거리를 최소한 8±2mm가 유지되도록 형성하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 냉각 팬용 백 커버구조는 PDP TV나 LCD프로젝터 등의 디스플레이 장치에 있어서,

상기 디스플레이 장치에서 발생되는 뜨거운 열을 강제 냉각시키기 위한 냉각 팬과, 상기 냉각 팬 전면의 세트 내벽에 통기공부를 바깥쪽으로 돌출 형성시킨 백 커버를 포함하고, 상기 냉각 팬의 날개 중앙으로부터 돌출 되어진 통기공부 정점까지의 이격 거리를 최소한 8±2mm가 유지되도록 형성하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 냉각 팬용 백 커버 구조를 보인 개략도이다.

동 도면에서 보여지는 바와 같은 본 발명에 따른 냉각 팬용 백 커버 구조는 PDP TV나 LCD프로젝터 등의 디스플레이 장치에 있어서,

상기 디스플레이 장치에서 발생되는 열을 강제 냉각시키기 위한 냉각 팬(120)이 구비된다.

그리고, 상기 냉각 팬(120)으로부터 일정간격(a) 이격 된 곳에 통기공부(111)가 형성된 백 커버(110)가 형성된다.

이때, 상기 냉각 팬(120)과 백 커버(110)의 이격 거리(a)를 최대치로 선정하되 8mm정도를 유지시키도록 하는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 이격 거리를 선정하게된 배경에 대해 살펴보면 다음과 같다.

우선, PDP TV나 LCD프로젝터 등과 같은 디스플레이장치로부터 발생되는 발열량을 계산하여 적정용량의 냉각 팬(120)이 선정될 수 있도록 한다.

그리고 난 다음, 상기 냉각 팬(120)이 상기 디스플레이장치의 백 커버(110) 전면에 설치되도록 한다. 상기 백 커버(110)에는 냉각유체가 통과될 수 있도록 하는 통기공부(111)가 형성되어져 있다.

이어서, 상기 냉각 팬(120)을 구동시키게 되면 시스템 내에는 공기의 유동이 발생된다.

이러한 공기 유동으로 인한 유동저항이 발생되는데, 이때의 전체 시스템 내에서의 유동저항을 평가함으로써, 냉각 팬의 적정 동작점을 찾아낼 수 있게 된다.

이하, 상기한 바와 같은 시스템 내에서의 유동저항을 평가하기 위한 평가 방법에 대해 첨부도면을 참조하여 언급하도록 한다.

도 3은 냉각 팬 구동에 따른 시스템 저항곡선을 보인 그래프이다.

상기 도 3은 디스플레이장치를 냉각시키기 위한 냉각 팬의 구동에 따른 시스템 내에서의 공기의 유동저항을 보인 그래프로서, 상기 그래프에서 보여지는 바와 같이, X축은 유량단위(CFM)을 나타내고, Y축은 압력상승(SP)을 나타낸다.

상기 그래프를 살펴보면, 냉각 팬 특성곡선(fan characteristic)이 나타나 있는데, 이는 냉각 팬의 선정과 더불어 알 수 있는 기준치이다.

그러나, 동 그래프에서 보여지는 시스템 저항곡선(system characteristic)은 많은 변수가 따르는 것으로서, 다음과 같은 관계식을 통하여 미리 예측할 수 있게 된다(난류인 경우).

SP=KQ²

SP: Static pressure rise(압력 상승)

K: Constant(상수)

Q: Volume flow rate(유량, 단위: CFM)

상기 관계식을 통해 시스템 저항곡선이 그려지면, 냉각 팬 특성곡선과의 교차되어지는 점을 찾을 있게 되고 이 교차점이 바로 냉각 팬(120)의 동작점이 되는 것이다.

상기 그래프를 통해, 유량(CFM)이 많으면서도 압력 상승(SP)이 적은 동작점에서의 냉각 팬(120) 구동이 유동소음을 최소화하는데 가장 유리하다는 것을 알 수 있다.

이에, 여러 가지 개선 안을 적용하여 시스템 저항곡선의 기울기가 최대한 작아지도록 하여야 하는데, 본 발명에서는 냉각 팬(120)과 백 커버(110) 사이의 이격거리(a)의 변화에 따른 유동소음 관계에 주목한다.

도 4는 냉각 팬과 백 커버 사이의 이격 거리에 따른 유동소음관계를 보인 그래프이다.

상기 도 4에서는 냉각 팬(120)과 백 커버(110)간의 이격 거리에 따른 유동소음관계를 실험을 통해 알아낸 데이터를 그래프로 나타내 보인 것이다.

상기 실험에 적용된 냉각 팬의 사양은, 정격전압 12V, 최대회전수 1,500RPM, 최대소음 25dB의 냉각 팬을 사용하여 1,100RPM에서 구동시켜 얻은 결과이다.

상기 그래프에서 보여지는 바와 같이 X축은 냉각 팬(120)과 백 커버(110) 사이의 이격 거리(a)를 나타내고, Y축은 전(全) 음압 수준(Overall Sound Pressure Level)을 나타낸다.

상기 실험결과를 보면, 냉각 팬(120)과 백 커버(110) 사이의 이격 거리(a)가 8mm이상일 때, 시스템 저항이 적어지고 유동소음이 최소화되는 것을 알 수 있다.

따라서, 본 발명은 냉각 팬(120)과 백 커버(110)의 이격거리(a)를 최소한 8mm이상으로 유지시켜 유동소음이 최소화되어질 수 있도록 한다.

도 5는 냉각 팬과 백 커버 사이의 이격 거리에 따른 유동소음관계를 각 사양별로 비교한 그래프이다.

상기 그래프를 설명하면, 디스플레이장치 내의 발열량에 따라 선정되는 냉각 팬의 사양이 달라지게 되는데, 각 사양별 냉각 팬을 도 4에서와 같은 실험을 통해 이격거리(a)에 따른 유동소음 관계를 그래프로 나타낸다.

그 결과, 상기 그래프에서와 같이 냉각 팬의 용량에 따른 소음의 높고 낮음은 있지만, 이격거리(a)에 따른 유동소음 곡선은 동일한 패턴으로 나타난다.

즉, 냉각 팬의 사양이 다르더라도, 냉각 팬과 백 커버의 이격거리(a)가 8±2mm 정도일 때, 최적상태임을 알 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 백 커버구조를 나타낸 개략도이다.

동 도면에서 보여지는 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 백 커버구조는 디스플레이장치 내에 냉각 팬이(120)이 전면의 백 커버(110)와 최대한 가깝게 형성된다.

반면, 상기 백 커버(110)의 통기공부(111)를 돔 형상으로 융기시킴으로써, 냉각 팬(120)으로부터 적정간격을 유지시켜 유동소음을 최소화할 수 있게 된다.

이와 같은 구조는, 냉각 팬(120)과 백 커버(110)의 적정거리(a)를 8mm이상으로 유지할 수 있게 되면서, 제품의 박형화에는 전혀 영향을 미치지 않게 된다.

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 백 커버구조를 나타낸 개략도 이다.

동 도면에서 보여지는 바와 같은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 백 커버구조는 특히, 백 커버(110)의 통기공부(111)를 활 모양으로 형성한데에 주안점이 있다.

상기와 같이 통기공부(111)을 활 모양으로 형성하는 이유는 냉각 팬 각 날개만을 따로 놓고 볼 때, 각 날개의 중앙에서의 유속이 가장 크고, 회전 중심부 쪽이나 가장자리 쪽은 유속이 약해지기 때문에 이에 대응하여 효율적인 설계가 이루어질 수 있도록 하기 위함이다.

도 8내지 도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 백 커버구조를 나타낸 개략도로서, 동 도면에서 보여지는 바와 같이 백 커버(110)의 통기공부(111)의 형상을 도 8에서와 같이 단면의 형상이 사각함체 형상을 이루거나, 도 9에서와 같이 단면의 형상이 분리되어진 각각의 사각함체 형상으로 이루어질 수 있도록 한다.

본 발명은 PDP TV나 LCD프로젝터의 세트 내부 디스플레이 장치에서 발생되는 열을 강제로 방출시키도록 하는 냉각 팬과 백 커버를 적절히 설계하여 공기 유동에 따른 유동소음을 최소화할 수 있게 됨으로써, 사용자에게 쾌적한 시청조건을 제공할 수 있게 되는 효과를 갖는다.

도 1은 종래의 냉각 팬 설치 구조를 나타낸 개략도.

도 2는 본 발명에 따른 냉각 팬용 백 커버 구조를 보인 개략도.

도 3은 냉각 팬 구동에 따른 시스템 저항곡선을 보인 그래프.

도 4는 냉각 팬과 백 커버 사이의 이격 거리에 따른 유동소음관계를 보인 그래프.

도 5는 냉각 팬과 백 커버 사이의 이격 거리에 따른 유동소음관계를 각 사양별로 비교한 그래프이다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 백 커버구조를 나타낸 개략도.

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 백 커버구조를 나타낸 개략도.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 백 커버구조를 나타낸 개략도.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 백 커버구조를 나타낸 개략도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

110: 백 커버 111: 통기공부

120: 냉각 팬 a: 이격 거리

Claims (6)

1. PDP TV나 LCD프로젝터 등의 디스플레이 장치에 있어서,

   상기 디스플레이 장치에서 발생되는 뜨거운 열을 강제 냉각시키기 위한 냉각 팬과, 상기 냉각 팬 전면의 세트 내벽에 통기공부를 형성시킨 백 커버를 포함하고, 상기 냉각 팬의 날개 중앙으로부터 통기공부까지의 이격 거리를 최소한 8±2mm가 유지되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 냉각 팬용 백 커버구조.
2. PDP TV나 LCD프로젝터 등의 디스플레이 장치에 있어서,

   상기 디스플레이 장치에서 발생되는 뜨거운 열을 강제 냉각시키기 위한 냉각 팬과, 상기 냉각 팬 전면의 세트 내벽에 통기공부를 바깥쪽으로 돌출 형성시킨 백 커버를 포함하고, 상기 냉각 팬의 날개 중앙으로부터 돌출 되어진 통기공부 정점까지의 이격 거리를 최소한 8±2mm가 유지되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 냉각 팬용 백 커버구조.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 통기공부의 단면이 돔 형상으로 이루어지도록 돌출 형성하는 것을 특징으로 하는 냉각 팬용 백 커버구조.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 통기공부의 단면이 활 형상으로 이루어지도록 돌출 형성하는 것을 특징으로 하는 냉각 팬용 백 커버구조.
5. 제 2항에 있어서,

   상기 통기공부의 단면이 사각함체 형상으로 이루어지도록 돌출 형성하는 것을 특징으로 하는 냉각 팬용 백 커버구조.
6. 제 2항에 있어서,

   상기 통기공부의 단면이 각각 분리되어진 사각함체 형상으로 이루어지도록 돌출 형성하는 것을 특징으로 하는 냉각 팬용 백 커버구조.