KR20180044781A - 냉장고용 송풍팬 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 냉장고용 송풍팬에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원판 형상의 형성되며, 중심을 향하여 소정의 곡률을 가지도록 돌출되어 팬 모터의 회전축과 결합되는 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트의 중심을 축으로 하여 상기 베이스 플레이트 상에 방사상으로 다수개가 배치되며, 상기 베이스 플레이트에서 연장 형성되는 블레이드; 상기 베이스 플레이트와 대향되는 위치에서 상기 블레이드의 단부를 연결하는 팬 쉬라우드를 포함하며, 상기 베이스 플레이트의 외경은 다수의 상기 블레이드의 외측단을 연결하는 가상의 원 직경과 동일하게 형성되고, 상기 블레이드는 사출 성형을 위한 슬라이드 코어가 다수의 상기 블레이드 사이의 공간으로 출입될 수 있도록 입구각과 출구각이 동일한 에어 포일 단면 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 냉장고용 송풍팬에 관한 것이다.
일반적으로 냉장고는 도어에 의해 차폐되는 내부의 저장공간에 음식물을 저온 저장할 수 있도록 하는 가전 기기로서, 냉동사이클을 순환하는 냉매와의 열교환을 통해 발생되는 냉기를 이용하여 저장공간의 내부를 냉각함으로써 저장된 음식물들을 최적상태로 보관할 수 있도록 구성된다.
이와 같은 냉장고는 식생활의 변화와 사용자의 기호가 다양해 짐에 따라 대형화 및 다기능화되고 있는 추세이며, 사용자의 편의 및 저장된 음식물의 신선도를 위한 다양한 구조 및 편의장치가 구비된 냉장고가 출시되고 있다.
이와 같은 냉장고의 내부에는 증발기의 냉기를 흡입하여, 고내측 또는 고내측을 향하는 덕트로 냉기를 송풍하는 송풍장치가 구비된다. 상기 송풍장치에는 원심팬 구조의 송풍팬이 포함된다.
일반적인 송풍팬은 회전중심방향으로 공기를 흡입하며, 다수의 블레이드에 의해 원주방향으로 공기를 토출하게 된다. 그리고, 상기 송풍팬을 수용하는 스크롤에 의해 일방향으로 토출되는 냉기를 안내하여 고내를 냉각하게 된다.
대표적으로 대한민국등록특허 제10-0661757호에는 팬의 외경에 대한 블레이드의 높이가 16~26%의 백분율을 가지도록 구성되어 송풍을 위한 소비전력을 낮춰서 송풍 효율을 높이고 동시에 송풍시의 소음을 저감시키는 송풍용 터보팬이 개시되어 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 송풍팬의 사시도이다.
도면에 도시된 것과 같이, 종래 기술에 의한 송풍팬(1)은 베이스플레이트(10)와 복수의 블레이드(30) 및 팬 쉬라우드(20)로 구성될 수 있다. 상기 송풍팬(1)은 생산성의 향상과 고속으로 회전하게 될 때의 동작 안정성 및 내구성 확보를 위해 사출 성형될 수 있으며, 사출 성형을 위해서는 도 1에 도시된 것과 같은 구조를 가지게 된다.
상세히, 상기 송풍팬(1)의 베이스플레이트(10)는 원판 형상으로 형성되되 중앙의 허브(11)가 돌출되는 형상으로 형성될 수 있으며, 따라서 상기 베이스플레이트(10)의 상면은 라운드진 형상으로 형성된다.
그리고, 상기 베이스플레이트(10)의 상방에는 링형상의 팬 쉬라우드(20)가 형성되며, 상기 베이스플레이트(10)와 팬 쉬라우드(20)가 반경방향으로 복수개가 배치될 수 있다. 이때, 상기 베이스플레이트(10)의 직경은 상기 블레이드(30)의 외측단을 연결한 외경의 크기보다 더 작게 형성된다. 즉, 상기 블레이드(30)는 상기 베이스플레이트(10)의 외측단보다 더 외측으로 돌출되도록 연장 형성된다.
이와 같은 구조는 상방과 하방으로 분리되는 상부 금형과 하부 금형의 구조로 인한 것으로, 금형의 상하방 이동시 간섭이 발생되지 않도록 하여 상기 블레이드의 외측면을 비롯한 상기 송풍팬(1)의 형상을 사출 성형할 수 있도록 하기 위한 필연적인 구조라 할 수 있다.
따라서, 상기 송풍팬(1)에서는 상기 블레이드(30)의 양측면에는 상기 금형의 이동방향과 같은 상하방향으로 연장되는 파팅라인(31)이 형성된다. 상기 파팅라인(31)은 상바항향으로 이동되는 금형의 구조에 의해 형성되는 것으로 상하방향으로 이동되어 분리되는 금형의 구조에 의해 형성된다. 상기 파팅라인(31)은 공기의 유동 방향과 수직하게 교차되는 방향으로 형성되며, 따라서 송풍팬(1)의 회전시 상기 파팅라인(31)으로 인해 공기 유동의 손실 및 소음을 발생시킬 수 있다.
도 2는 종래 기술에 의한 송풍팬의 공기 유동을 시뮬레이션한 결과를 나타낸 도면이다.
도면에 도시된 것과 같이, 상기 송풍팬(1)의 구동시 상기 팬 쉬라우드(20)를 통해 중심방향으로 흡입되는 공기는 상기 블레이드(30)를 따라 측방으로 토출된다. 이때, 상기 베이스플레이트(10)의 외측으로 상기 블레이드(30)가 돌출된 구조를 가지게 되어 상기 블레이드(30)를 따라 이동하는 공기 중 일부는 상기 베이스플레이트(10)의 단부를 지나는 지점(A부)에서 후류(wake)로 인한 와류를 발생시키게 된다. 따라서, 상기 송풍팬의 구동시 인한 소음의 발생 되는 문제가 있다.
본 발명의 실시 예는 송풍팬의 구동시 소비전력을 절감시키고 소음이 저감될 수 있는 냉장고용 송풍팬을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예는 송풍팬의 구동시 와류를 방지할 수 있는 냉장고용 송풍팬을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예는 사출 성형시 슬라이드 코어의 출입이 용이한 구조를 가지는 냉장고용 송풍팬을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예는 송풍팬의 사출 성형시 발생되는 파팅 라인에 의한 공기 유동을 저하를 개선할 수 있는 냉장고용 송풍팬을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예에 의한 냉장고용 송풍팬은, 팬 모터의 회전축과 결합되는 베이스 플레이트와, 다수의 블레이드 및 팬 쉬라우드를 포함하며, 상기 베이스 플레이트의 외경은 다수의 상기 블레이드의 외측단을 연결하는 가상의 원 직경과 동일하게 형성되고, 상기 블레이드는 사출 성형을 위한 슬라이드 코어가 다수의 상기 블레이드 사이의 공간으로 출입될 수 있도록 입구각과 출구각이 동일한 에어 포일 단면 형상으로 형성된다.
상기 블레이드들의 내측단과 외측단을 연결하는 각각의 가상의 원의 반경비는 0.55±0.01인 것이 가능하다.
상기 입구각과 출구각은 44˚ 내지 47˚인 것이 가능하다.
상기 팬 쉬라우드의 외경은 상기 베이스 플레이트와 동일하며, 상기 팬 쉬라우드의 내경은 상기 블레이드의 내측단을 연결하는 가상의 원 보다 더 큰 것이 가능하다.
상기 팬 쉬라우드는, 상기 블레이드의 단부를 연결하는 판상으로 형성되며, 상기 베이스 플레이트와 마주보는 면이 경사를 가지도록 형성되는 연결부와, 상기 연결부의 내측단을 따라서 돌출되어 공기의 유입 통로를 형성하는 통로부를 포함하는 것이 가능하다.
상기 통로부의 외측면과 내측면은 모두 금형의 이동을 원활하게 하기 위해 연장 방향으로 경사를 가지도록 형성되는 것이 가능하다.
상기 블레이드는 상기 연결부를 지나 상기 통로부의 내측으로 더 돌출되는 돌출부가 형성되는 것이 가능하다.
상기 블레이드의 양측면에는 상기 슬라이드 코어의 이동방향과 동일 방향으로 연장되며, 상기 연결부와 동일 높이에서 상기 블레이드의 내측단까지 연장되는 파팅 라인이 형성되는 것이 가능하다.
상기 블레이드의 외측면 중 적어도 일측면은 상기 베이스 플레이트와 수직한 가상의 연장선을 기준으로 경사지게 형성되는 것이 가능하다.
상기 베이스 플레이트의 외측단과, 상기 블레이드의 외측단 및 상기 팬 쉬라우드의 외측단은 모두 동일 연장선상에 배치되는 것이 가능하다.
본 발명의 실시 예에 의한 냉장고용 송풍팬은 아래와 같은 효과를 기대할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의한 냉장고용 송풍팬은 사출 성형에 의해 형성되며, 상부 금형과 하부 금형과 교차되는 방향으로 작동되는 슬라이드 코어를 이용하여 상기 베이스 플레이트가 상기 블레이드의 외측까지 연장될 수 있는 송풍팬을 성형할 수 있게 된다. 따라서, 상기 송풍팬은 사출 성형에 의해 성형되어 생산성이 향상될 수 있음은 물론 내구성이 향상될 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 상기 송풍팬을 사출 성형에 의해 성형될 수 있도록 하면서도 베이스 플레이트가 상기 블레이드의 외측까지 연장될 수 있도록 하여 상기 베이스 플레이트의 단부에서 발생될 수 있는 와류에 의한 유동 손실을 방지할 수 있게 된다. 따라서, 상대적으로 낮은 회전수에서는 충분한 풍량을 확보할 수 있으며, 이로 인해 소비전력을 절감할 수 있음은 물론 소음을 저감할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 상기 블레이드의 입구각과 출구각을 동일하게 하여 상기 슬라이드 코어가 상기 블레이드의 사이로 출입되어 상기 블레이드 및 송풍팬의 사출 성형이 가능하게 되도록 할 수 있다. 이때, 상기 슬라이드 코어는 공기 유동방향으로 작동하게 된다.
따라서 상기 블레이드의 외측면 중 공기의 유동 방향과 수직한 방향으로는 파팅 라인이 형성되지 않게 되고, 공기의 토출시 파팅라인에 의한 유동 성능의 저하 또는 소음 발생을 방지할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 상기 슬라이드 코어 및 금형의 이동을 원활하게 하기 위해서 상기 팬 쉬라우드의 각면에는 소정의 각도로 경사가 형성되며, 따라서 상기 슬라이드 코어 또는 금형의 이동시 습합을 방지하고 슬라이드 코어 및 금형의 원활한 작동을 보장하게 되는 이점이 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 송풍팬의 사시도이다.
도 2는 종래 기술에 의한 송풍팬의 공기 유동을 시뮬레이션한 결과를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 의한 냉장고의 도어가 개방된 정면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 의한 냉장고의 냉동실 측 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 의한 송풍팬의 사시도이다.
도 6은 상기 송풍팬의 평면도이다.
도 7은 상기 송풍팬의 종단면도이다.
도 8은 상기 송풍팬의 성형을 위한 슬라이드 코어의 이동 상태를 나타낸 부분 사시도이다.
도 9는 상기 송풍팬의 슬라이드 코어 작동 방향을 나타낸 부분 사시도이다.
도 10은 상기 송풍팬의 파팅 라인을 나타낸 부분 사시도이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 의한 송풍팬의 공기 유동을 시뮬레이션한 결과를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에와 종래기술의 회전수에 따른 소음 변화를 비교한 그래프이다.
도 2는 종래 기술에 의한 송풍팬의 공기 유동을 시뮬레이션한 결과를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 의한 냉장고의 도어가 개방된 정면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 의한 냉장고의 냉동실 측 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 의한 송풍팬의 사시도이다.
도 6은 상기 송풍팬의 평면도이다.
도 7은 상기 송풍팬의 종단면도이다.
도 8은 상기 송풍팬의 성형을 위한 슬라이드 코어의 이동 상태를 나타낸 부분 사시도이다.
도 9는 상기 송풍팬의 슬라이드 코어 작동 방향을 나타낸 부분 사시도이다.
도 10은 상기 송풍팬의 파팅 라인을 나타낸 부분 사시도이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 의한 송풍팬의 공기 유동을 시뮬레이션한 결과를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에와 종래기술의 회전수에 따른 소음 변화를 비교한 그래프이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명의 사상이 제시되는 실시 예에 제한된다고 할 수 없으며, 또 다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제 등에 의해서, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명의 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있다.
본 발명의 실시예는 설명과 이해의 편의를 위해 냉장실과 냉동실이 나란하게 배치되는 사이드 바이 사이드 타입의 냉장고를 예를 들어 설명하지만, 본 발명은 송풍팬이 구비될 수 있는 모든 타입의 냉장고 적용될 수 있음을 미리 밝혀둔다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 의한 냉장고의 도어가 개방된 정면도이다.
도면에 도시된 것과 같이, 본 발명의 실시 예에 의한 냉장고(100)는 저장공간을 형성하는 캐비닛(110)과 상기 캐비닛(110)에 장착되어 상기 저장공간을 개폐하는 도어(120)에 의해 외관이 형성될 수 있다.
상기 캐비닛(110)의 내측은 베리어(111)에 의해 좌우 양측으로 구획될 수 있다. 즉, 상기 저장공간은 베리어(111)에 의해 구분될 수 있으며, 상기 캐비닛(110) 내부에 냉장실(113)과 냉동실(112)이 형성될 수 있다.
상기 도어(120)는 상기 캐비닛(110)의 개구된 전면을 독립적으로 개폐하는 냉장실 도어(120)와 냉동실 도어(120)로 구성될 수 있다. 상기 냉장실 도어(120)와 냉동실 도어(120)는 상기 캐비닛(110)에 회전 가능하게 장착되며, 상기 냉장실 도어(120)와 냉동실 도어(120)의 회전 조작에 의해 상기 냉장실(113)과 냉동실(112)이 개폐될 수 있다.
상기 냉장실(113)과 냉동실(112)의 내부에는 다수의 서랍(114)과 선반(115)이 구비될 수 있으며, 상기 냉장실 도어(120)와 냉동실 도어(120)의 배면에도 다수의 도어 바스켓(121)이 구비되어 고내측에 식품이 수납될 수 있다.
그리고, 도시되지는 않았지만, 상기 캐비닛(110)의 하부에는 상기 저장공간과 구획된 독립된 공간인 기계실이 형성될 수 있다. 상기 기계실의 내부에는 압축기와 응축기, 응축기 팬을 비롯한 냉동 사이클을 구성하기 위한 일부의 구성이 배치될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 의한 냉장고의 냉동실 측 분해 사시도이다.
도면에 도시된 것과 같이, 상기 냉동실(112)의 내측에는 증발기(300)가 구비될 수 있다. 그리고, 상기 증발기(300)의 전방에는 그릴 팬(210)이 구비될 수 있다. 상기 그릴 팬(210)은 상기 냉동실(112)의 후벽면을 형성할 수 있으며, 상기 증발기(300)를 차폐할 수 있도록 구성될 수 있다.
상기 그릴 팬(210)의 하부에는 흡입구(211)가 형성되어 고내의 공기가 흡입될 수 있다. 흡입된 공기는 상기 증발기(300)를 통과하면서 냉각될 수 있다. 그리고, 상기 그릴 팬(210)에는 필요에 따라 별도의 토출구(212) 또는 급속 냉각을 위한 팬 모터가 구비될 수도 있다.
상기 그릴 팬(210)의 상방에서는 상부 그릴 팬(220)이 구비될 수 있으며, 상부 그릴 팬(220)의 후방에는 송풍팬(400)이 구비될 수 있다. 상기 송풍팬(400)의 구동에 의해 상기 흡입구(211)로부터 공기가 유입될 수 있다. 그리고, 상기 상부 그릴 팬(220)에는 고내로 냉기를 공급하기 위한 토출구(221)가 형성될 수 있다.
따라서, 상기 송풍팬(400)의 구동시 상기 냉동실 내부의 냉기는 상기 흡입구(211)로 유입될 수 있다. 그리고, 상기 증발기(300)를 통과하면서 냉각된 후 상기 증발기(300)를 지나 상방으로 유동된 냉기는 상기 토출구(221)를 통해서 상기 냉동실(112) 내부로 공급될 수 있다. 이러한 과정을 반복하면서 상기 냉동실(112)은 설정된 온도를 유지할 수 있으며, 저장된 식품을 냉각할 수 있다.
그리고, 필요에 따라 상기 증발기(300)에서 생성된 냉기는 상기 냉장실(113)과 연통된 유로상의 댐퍼의 개폐에 따라서 상기 냉장실(113) 측으로 선택적으로 공급되어 상기 냉장실(113)이 설정된 온도를 유지하도록 할 수도 있다.
한편 상기 송풍팬(400)은 상기 그릴 팬(210)의 후방에도 구비될 수 있으며, 필요에 따라서 냉장실(113), 베리어(111), 수납부재와 연통된 고내 일측 등에도 구비될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 의한 송풍팬의 사시도이다. 그리고, 도 6은 상기 송풍팬의 평면도이다. 그리고, 도 7은 상기 송풍팬의 종단면도이다.
도면에 도시된 것과 같이, 상기 송풍팬(400)은 플라스틱 소재로 사출 성형될 수 있으며, 전체적으로 베이스 플레이트(410)와, 블레이드(430) 그리고 팬 쉬라우드(420)로 구성될 수 있다.
상기 베이스 플레이트(410)는 원판 형상으로 형성되며, 상기 송풍팬(400) 배면의 형상을 형성하게 된다. 그리고, 상기 베이스 플레이트(410)의 중앙에는 허브(411)가 형성될 수 있다. 상기 허브(411)는 상기 송풍팬(400)의 구동을 위한 팬 모터의 회전축과 결합되며, 따라서, 상기 송풍팬(400)의 회전 중심을 형성하게 된다.
상기 허브(411)는 전방으로 돌출되도록 형성될 수 있으며, 상기 팬 쉬라우드(420)가 형성되는 높이까지 연장 형성될 수 있다. 상기 허브(411)는 상기 블레이드(430)의 내측단에서부터 상기 베이스 플레이트(410)의 중앙을 향하여 갈수록 돌출되도록 형성되며, 소정의 곡률을 가지고 라운드지도록 형성될 수 있다.
따라서, 상기 팬 쉬라우드(420)를 통해서 상기 송풍팬(400)의 회전 중심 방향으로 흡입되는 공기는 상기 허브(411)의 외측면을 따라서 유동이 안내된 후 상기 블레이드(430)를 향하여 유동될 수 있다.
그리고, 상기 허브(411)의 중앙에는 상기 허브(411)의 내측 방향 즉, 후방으로 연장되는 축 장착부(413)가 형성될 수 있다. 상기 축 장착부(413)는 상기 허브(411)의 중심부에서 함몰되도록 형성되며, 내부가 중공되어 상기 팬 모터의 회전 축이 삽입되도록 구성될 수 있다.
상기 허브(411)의 외측 영역은 상기 블레이드(430)의 외측단(433)까지 연장되는 연장부(412)를 형성하게 된다. 상기 연장부(412)의 단부는 상기 블레이드(430)의 외측단과 동일 위치까지 연장될 수 있으며, 상기 팬 쉬라우드(420)의 외측단과 동일한 위치에 위치될 수 있다. 즉, 상기 베이스 플레이트(410)와 상기 팬 쉬라우드(420)는 동일한 외경을 가지도록 형성되고, 상기 블레이드(430)는 상기 베이스 플레이트(410) 및 상기 팬 쉬라우드(420)의 둘레까지 연장되는 구조를 가질 수 있다.
상기 팬 쉬라우드(420)는 내측이 개구된 링 형상으로 형성될 수 있다. 상기 팬 쉬라우드(420)의 외경은 상기 베이스 플레이트(410)의 외경과 동일하게 형성될 수 있다. 그리고, 상기 팬 쉬라우드(420)의 내측단은 상기 블레이드(430)의 내측단보다 더 바깥쪽에 위치된다. 따라서 상기 팬 쉬라우드(420)는 상기 블레이드(430)의 상단에 안착되는 것과 같은 형상을 가질 수 있다.
상기 팬 쉬라우드(420)는 상기 블레이드(430)를 연결하는 판상의 연결부(421)와 상기 연결부(421)의 내측 둘레를 따라서 연장되는 통로부(422)로 구성될 수 있다.
상기 연결부(421)는 상기 다수의 블레이드(430) 상단을 연결하도록 형성될 수 있으며, 상기 연결부(421)의 외측단과 내측단이 각각 상기 팬 쉬라우드(420)의 내경과 외경을 형성할 수 있다. 그리고, 상기 연결부(421)의 폭은 상기 블레이드(430)의 반경비에 따라 결정될 수 있다.
상기 통로부(422)는 상기 송풍팬(400)의 구동시 공기가 유입되는 통로를 형성하는 것으로, 상기 연결부(421)의 내측 둘레를 따라서 전방으로 수직하게 연장 형성될 수 있다. 그리고, 상기 통로부(422)의 높이는 상기 송풍팬(400)이 설치되는 환경의 벨마우스 구조에 따라서 결정될 수 있다.
한편, 상기 팬 쉬라우드(420)의 연결부(421)와 통로부(422)는 상기 슬라이드 코어(530) 및 하부 금형의 원활한 이동을 위해서 상기 금형과 접하는 면이 경사지게 형성될 수 있다. 상세히, 상기 연결부(421) 중 상기 베이스 플레이트(410)와 마주보는 면은 상기 베이스 플레이트(410)와 평행한 가상선을 기준으로 소정의 각도(α1)를 가지도록 경사지도록 형성될 수 있다. 예컨데, 상기 연결부(421)의 외측면은 상기 베이스 플레이트(410)와 평행한 가상선을 기준으로 상기 연결부(421)는 0.5˚의 각도로 경사지게 형성될 수 있으며, 상기 송풍팬의 성형시 상기 슬라이드 코어(530)의 이동이 가능하면서 상기 송풍팬(400) 구동시 공기 유동을 저해하지 않는 각도로 설정될 수 있을 것이다.
따라서, 상기 베이스 플레이트(410)와 상기 팬 쉬라우드(420)의 사이에서 슬라이딩 이동되는 슬라이드 코어(530)의 이동시 습합을 방지하여 상기 슬라이드 코어(530)가 원활하게 이동되도록 할 수 있다.
상기 통로부(422)의 내측면과 외측면은 상기 하부 금형(520)의 이동을 용이하도록 양측면 모두 경사를 가지도록 형성될 수 있다. 상기 통로부(422)의 경사는 상기 베이스 플레이트(410)와 수직한 가상선을 기준으로 소정의 각도(α2,α3)로 경사지게 형성될 수 있으며, 상기 하부 금형(520)이 상하 방향으로 이동될 때 습합이 발생되지 않도록 할 수 있다. 예컨데, 상기 연결부(421)의 외측면은 상기 베이스 플레이트(410)와 수직한 가상선을 기준으로 상기 통로부(422)의 양측면이 각각 0.5˚의 각도로 경사지게 형성될 수 있으며, 상기 하부 금형(520)의 이동이 가능하면서 공기 유동을 저해하지 않는 각도로 설정될 수 있을 것이다.
한편, 상기 베이스 플레이트(410)와 팬 쉬라우드(420)의 이격된 사이에는 블레이드(430)가 형성될 수 있다. 상기 블레이드(430)는 다수개가 일정 간격으로 연속 배치될 수 있으며, 상기 송풍팬(400)의 회전 중심을 기준으로 방사상으로 회전 배열될 수 있다.
상기 블레이드(430)는 상기 베이스 플레이트(410)의 외측단에서 상기 허브(411)와 연장부의 경계선 상까지 연장될 수 있다. 그리고, 상기 블레이드(430)는 다수개가 소정의 곡률를 가지도록 라운드진 형상으로 배치될 수 있다.
상기 블레이드(430)의 횡 단면 형상은 도 8에 도시된 것처럼 에어 포일 형상으로 형성되어 상기 송풍팬(400)의 회전시 공기의 유동을 원활하게 할 수 있다. 이때, 상기 블레이드(430)의 리딩 엣지는 상기 송풍팬(400)의 내측 즉, 공기의 유입방향을 향하며, 상기 블레이드(430)의 테일링 엣지는 상기 송풍팬(400)의 외측 즉, 공기의 토출 방향을 향하도록 형성될 수 있다.
상기 블레이드(430)의 후단(431)은 상기 베이스 플레이트(410)와 접하며, 상기 블레이드(430)의 후단(431) 전체는 상기 연장부(412)의 영역에 위치하게 된다. 그리고, 상기 블레이드(430)의 전단은 상기 팬 쉬라우드(420)와 접하며, 상기 블레이드(430)의 전단의 바깥쪽 일부가 상기 팬 쉬라우드(420) 상에 위치하게 된다.
이때, 상기 블레이드(430)의 전단(432)은 단차지게 형성될 수 있으며, 상기 팬 쉬라우드(420)의 연결부(421)와 통로부(422) 내측 일부에 접하도록 형성될 수 있다. 상세히, 상기 블레이드(430)의 상부에는 상기 통로부(422)의 내측을 향하여 돌출되는 돌출부(436)가 더 형성될 수 있으며, 상기 돌출부(436)에 의해 상기 송풍팬(400)의 회전시 유동되는 공기를 보다 효과적으로 안내할 수 있게 된다.
상기 블레이드(430)의 외측단(433)은 상기 베이스 플레이트(410)와 상기 팬 쉬라우드(420)의 외측단을 연결하며, 상기 블레이드(430)의 내측단(434)은 상기 허브(411)를 향하도록 연장되되 상기 연장부(412)의 내측단까지 연장될 수 있다.
그리고, 상기 블레이드(430)의 높이는 상기 베이스 플레이트(410)와 상기 팬 쉬라우드(420)의 사이 거리에 의해 결정될 수 있으며, 상기 블레이드(430)의 길이는 반경비에 의해 결정될 수 있다.
상세히, 송풍팬(400)의 회전 중심에서 상기 블레이드(430)의 내측단(434)을 연결하는 가상의 원의 반경(R1)과 상기 송풍팬(400)의 중심에서 상기 블레이드(430)의 외측단(433)을 연결하는 가상의 원의 반경(R2)을 비율로 환산한 반경비(R1/R2)는 대략 0.55±0.01이 될 수 있다. 즉, 상기 베이스 플레이트(410) 및 팬 쉬라우드(420)의 외경과 상기 베이스 플레이트(410)의 연장부(412) 내경의 비율이 상기 반경비와 동일한 0.55±0.01이 될 수 있다고 정의할 수도 있다.
따라서, 상기 송풍팬(400)의 전체 크기는 상기 베이스 플레이트(410)의 크기가 결정되어 상기 송풍팬(400)의 사이즈가 결정되면 반경비에 따라 상기 블레이드(430)의 크기가 결정되고 상기 송풍팬(400)의 전체적인 크기가 결정될 수 있다.
한편, 상기 블레이드(430)의 입구각(β1)과 출구각(β2)은 동일한 크기로 형성될 수 있다. 상기 블레이드(430)의 입구각(β1)과 출구각(β2)이 동일한 각도를 가짐으로서 상기 송풍팬(400)의 사출 성형시 슬라이드 코어(530)가 상기 블레이드(430)의 사이를 출입할 수 있게 된다.
상기 슬라이드 코어(530)는 상기 블레이드(430)의 사이에 각각 구비되며, 상기 슬라이드 코어(530)의 이동 방향은 공기의 유동 방향과 동일한 방향이 될 수 있다. 이때 상기 블레이드(430)의 입구각(β1)과 출구각(β2)이 동일하므로 상기 슬라이드 코어(530)의 원활한 이동이 가능하게 된다. 따라서, 상기 블레이드(430)는 공기가 유동되는 방향으로는 언더컷이 형성되지 않게 되어 상기 블레이드(430)를 따라 유동되는 공기의 원활한 흐름이 가능하게 된다.
상기 블레이드(430)의 입구각(β1)과 출구각(β2)은 대략 44˚ 내지 47˚로 상기 입구각(β1)과 출구각(β2)이 커질수록 상기 송풍팬(400)의 회전시의 풍량이 커지게 되며, 상기 입구각(β1)과 출구각(β2)의 증가에도 풍량이 포화되어 더 이상 증가되지 않는 지점의 직전 각도를 입구각(β1)과 출구각(β2)으로 설정할 수 있으며, 금형 가공의 오차를 고려하여 설정할 수 있다. 한편, 상기 입구각(β1)과 출구각(β2)은 풍량이 포화되는 지점의 각도 이상이 될 경우 오히려 역류로 인한 풍량의 손실이 증대되므로 바람직하지 않을 것이다.
한편, 상기 블레이드(430)는 상기 베이스 플레이트(410)와 수직한 가상선을 기준으로 외측면이 경사를 가지도록 형성될 수 있다. 이는 상하 방향으로 이동되는 상부 금형(510)과 하부 금형(520)의 작동을 원활하게 하고, 금형의 습합을 방지하기 위한 것으로 금형의 이동이 원활하게 되는 소정의 각도(α4)를 가질 수 있다. 예컨데, 상기 블레이드(430)의 외측면은 상기 베이스 플레이트(410)와 수직한 가상선을 기준으로 0.5˚의 각도로 경사지게 형성될 수 있으며, 금형의 이동이 가능하면서 공기 유동을 저해하지 않는 각도로 설정될 수 있을 것이다.
도 8은 상기 송풍팬의 성형을 위한 슬라이드 코어의 이동 상태를 나타낸 부분 사시도이다. 그리고, 도 9는 상기 송풍팬의 슬라이드 코어 작동 방향을 나타낸 부분 사시도이다. 그리고, 도 10은 상기 송풍팬의 파팅 라인을 나타낸 부분 사시도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 상기 송풍팬(400)은 상하 방향으로 이동되는 상부 금형(510)과 하부 금형(520) 그리고, 그리 측방으로 슬라이딩 이동되는 슬라이드 코어(530)에 의해 사출 성형될 수 있다.
이때, 상기 슬라이드 코어(530)는 상기 베이스 플레이트(410)와 팬 쉬라우드(420)의 사이에 배치되며, 상기 다수의 블레이드(430) 사이를 슬라이딩 이동하여 상기 송풍팬(400)이 성형될 수 있도록 한다. 그리고, 상기 슬라이드 코어(530)의 작동 방향은 상기 상부 금형(510) 및 하부 금형(520)의 작동방향과 수직한 방향으로 작동된다.
상기 상부 금형(510)은 상기 베이스 플레이트(410)의 형상을 형성하며, 상기 하부 금형(520)은 상기 팬 쉬라우드(420)의 형상을 형성하며, 상기 슬라이드 코어(530)는 상기 베이스 플레이트(410)를 형성하게 된다.
특히, 상기 슬라이드 코어(530)는 다수개가 구비되며, 모두 동일한 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 슬라이드 코어(530)는 이웃하는 상기 블레이드(430)가 형성하는 사이 공간의 형상과 대응하는 형상으로 형성될 수 있다. 상세히, 상기 슬라이드 코어(530)는 상기 슬라이드 코어(530)의 양측면을 형성하는 제 1 접촉부(531)와 제 2 접촉부(532) 그리고 상기 슬라이드 코어(530)의 전단을 형성하는 제 3 접촉부(533)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제 1 접촉부(531)는 상기 블레이드(430)의 일측면의 형상과 대응하는 형상을 가진다. 그리고, 상기 제 2 접촉부(532)는 상기 제 1 접촉부(531)가 접하는 면과 대향되는 상기 블레이드(430)의 타측면의 형상과 대응하는 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제 3 접촉부(533)는 상기 허브(411)의 형상을 형성하는 상부 금형(510)의 외측면과 접하게 된다.
따라서, 복수의 상기 슬라이드 코어(530)가 삽입 장착되면, 제 3 접촉부가 상기 상부 금형(510)과 접하게 되며, 이때 이웃하는 상기 슬라이드 코어(530)는 서로 접하게 된다. 그리고, 이웃하는 상기 슬라이드 코어(530)에 형성되는 상기 제 1 접촉부(531)와 제 2 접촉부(532)의 사이 공간에 의해 상기 블레이드(430)가 성형될 수 있게 된다.
한편, 상기 블레이드(430)의 입구각(β1)과 출구각(β2)의 크기가 동일하게 형성되므로 상기 슬라이드 코어(530)는 상기 블레이드(430)들의 사이 공간에서 출입될 수 있게 되어 상기 블레이드(430)의 성형 및 성형 후 분리 이동이 용이하게 된다.
상기 슬라이드 코어(530)는 상기 송풍팬(400)에서의 공기 토출 방향으로 이동될 수 있다. 즉 상기 슬라이드 코어(530)는 상기 송풍팬(400)의 성형 후 분리시 상기 블레이드(430)의 내측단에서 외측단으로 연장되는 방향으로 이동되며, 따라서 상기 블레이드(430)에 파팅 라인(435)을 형성하게 된다.
상기 파팅 라인(435)은 상기 팬 쉬라우드(420)의 연결부에서 상기 블레이드(430)의 내측단까지 연장 형성될 수 있으며, 상기 베이스 플레이트(410)와 평행하게 형성될 수 있다. 상기 파팅 라인(435)은 상기 슬라이드 코어(530)의 상단과 상기 하부 금형(520)의 하단이 서로 접하는 위치에서 형성될 수 있다.
상기 파팅 라인(435)은 상기 블레이드(430) 외측면에서 공기 유동 방향으로 연장 형성될 뿐만 아니라, 상기 연결부(421)의 연장선상에 형성되어 사실상 공기 유동에 영향을 주지 않게 된다. 따라서 상기 송풍팬(400)의 구동시 이상 소음이 발생되지 않도록 구성될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시 예에 의한 냉장고의 작동 및 상기 송풍팬에 의한 작용을 살펴보기로 한다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 의한 송풍팬의 공기 유동을 시뮬레이션한 결과를 나타낸 도면이다. 그리고, 도 12는 본 발명의 실시 예에와 종래기술의 회전수에 따른 소음 변화를 비교한 그래프이다.
고내의 냉각을 위해 냉기의 공급이 필요한 상황에서는 상기 송풍팬(400)과 연결된 팬 모터가 구동된다. 상기 팬 모터의 구동에 따라 상기 송풍팬(400)은 회전하게 되며, 상기 송풍팬(400)의 회전에 의해 공기의 유동이 강제되고, 고내에서 흡입된 공기는 상기 증발기(300)를 지나면서 냉각된 후 상기 그릴 팬(210)의 토출구(221)를 통해 고내측으로 토출될 수 있게 된다.
한편, 도 11에 도시된 것과 같이, 상기 송풍팬(400)이 구동되는 과정에서 상기 송풍팬(400)의 중심 방향으로 흡입되는 공기는 상기 팬 쉬라우드(420)의 통로부(422)를 지나 유입되며, 상기 허브(411)의 곡면을 따라서 상기 블레이드(430) 측으로 향하게 된다. 그리고, 상기 블레이드(430)에 의해 상기 송풍팬(400)의 원주방향으로 토출된다. 이때, 상기 베이스 플레이트(410)는 상기 블레이드(430)의 외측단까지 연장되어 있으므로 상기 블레이드(430)를 따라 유동하는 공기는 상기 베이스 플레이트(410)의 단부(도 11에서 B부) 즉, 상기 블레이드(430) 단부에서 와류가 발생되지 않게 되어 상기 송풍팬(400)의 외측으로 원활하게 토출될 수 있게 된다.
특히, 상기 베이스 플레이트(410)의 단부에서 와류가 발생하지 않게 됨으로써 풍량의 손실이 발생하지 않게 될 수 있으며, 상기 베이스 플레이트(410) 단부에서의 유동 손실을 줄일 수 있게 됨으로써 도 2에 도시된 종래기술과 비교할 때 동일 회전수에서 상대적으로 많은 풍량을 토출할 수 있게 됨을 알 수 있다.
한편, 도 12에는 종래기술에 의한 송풍팬의 회전수에 따른 소음의 크기 변화와 본 발명의 실시 예에 의한 송풍팬의 회전수에 따른 소음 크기 변화를 비교하고 있다.
도면을 통해서 볼 때 종래 기술에 의한 송풍팬(도 1에서 1)은 요구되는 풍량의 송풍을 위해서는 1230RPM의 회전수로 회전하여야 하며, 이때의 소음은 29dBA가 된다.
반면에, 본 발명의 실시 예에 의한 상기 송풍팬(400)은 상기 베이스 플레이트(410) 단부에서의 유동손실을 방지하여 풍량을 보다 크게 할 수 있으므로, 상대적으로 더 낮은 회전수에서 동일 풍량을 만족할 수 있게 된다.
즉, 본 발명의 실시 예에 의한 상기 송풍팬(400)은 1093RPM의 회전수에서 요구되는 동일한 풍량의 송풍이 가능하게 되며, 이때의 소음은 26.8dBA가 된다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 의한 송풍팬(400)을 사용하게 될때 동일 풍량에서 2.2dBA의 소음을 저감시킬 수 있게 된다.
그리고, 본 발명의 송풍팬(400)은 보다 저속으로 회전하면서 요구되는 풍량과 소음을 만족할 수 있게 되므로써 소비전력을 절감할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
Claims (11)
- 원판 형상의 형성되며, 중심을 향하여 소정의 곡률을 가지도록 돌출되어 팬 모터의 회전축과 결합되는 베이스 플레이트;
상기 베이스 플레이트의 중심을 축으로 하여 상기 베이스 플레이트 상에 방사상으로 다수개가 배치되며, 상기 베이스 플레이트에서 연장 형성되는 블레이드;
상기 베이스 플레이트와 대향되는 위치에서 상기 블레이드의 단부를 연결하는 팬 쉬라우드를 포함하며,
상기 베이스 플레이트의 외경은 다수의 상기 블레이드의 외측단을 연결하는 가상의 원 직경과 동일하게 형성되고,
상기 블레이드는 사출 성형을 위한 슬라이드 코어가 다수의 상기 블레이드 사이의 공간으로 출입될 수 있도록 입구각과 출구각이 동일한 에어 포일 단면 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 송풍팬.
- 제 1 항에 있어서,
상기 베이스 플레이트는,
상기 베이스 플레이트의 외측단에서 상기 블레이드의 내측단까지 연장되는 평면 형상의 연장부와;
상기 연장부의 단부에서 상기 팬 쉬라우드의 중앙을 향하여 돌출되는 곡면 형상의 허브를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 송풍팬.
- 제 1 항에 있어서,
상기 블레이드들의 내측단과 외측단을 연결하는 각각의 가상의 원의 반경비는 0.55±0.01인 것을 특징으로 하는 냉장고의 송풍팬.
- 제 1 항에 있어서,
상기 입구각과 출구각은 44˚ 내지 47˚인 것을 특징으로 하는 냉장고용 송풍팬.
- 제 1 항에 있어서,
상기 팬 쉬라우드의 외경은 상기 베이스 플레이트와 동일하며,
상기 팬 쉬라우드의 내경은 상기 블레이드의 내측단을 연결하는 가상의 원 보다 더 큰 것을 특징으로 하는 냉장고용 송풍팬.
- 제 5 항에 있어서,
상기 팬 쉬라우드는,
상기 블레이드의 단부를 연결하는 판상으로 형성되며, 상기 베이스 플레이트와 마주보는 면이 경사를 가지도록 형성되는 연결부와,
상기 연결부의 내측단을 따라서 돌출되어 공기의 유입 통로를 형성하는 통로부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고용 송풍팬.
- 제 6 항에 있어서,
상기 통로부의 외측면과 내측면은 모두 금형의 이동을 원활하게 하기 위해 연장 방향으로 경사를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 냉장고용 송풍팬.
- 제 6 항에 있어서,
상기 블레이드는 상기 연결부를 지나 상기 통로부의 내측으로 더 돌출되는 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 냉장고용 송풍팬.
- 제 8 항에 있어서,
상기 블레이드의 양측면에는 상기 슬라이드 코어의 이동방향과 동일 방향으로 연장되며, 상기 연결부와 동일 높이에서 상기 블레이드의 내측단까지 연장되는 파팅 라인이 형성되는 것을 특징으로 하는 냉장고용 송풍팬.
- 제 1 항에 있어서,
상기 블레이드의 외측면 중 적어도 일측면은 상기 베이스 플레이트와 수직한 가상의 연장선을 기준으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 송풍팬.
- 제 1 항에 있어서,
상기 베이스 플레이트의 외측단과, 상기 블레이드의 외측단 및 상기 팬 쉬라우드의 외측단은 모두 동일 연장선상에 배치되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 송풍팬.
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