1/4 파장관을 이용한 냉장고 저소음 팬모듈 설계

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확장요약문

1/4 파장관(Quarter-Wavelength Tube)은 특정 주파수의 소음을 흡수하거나 차단하기 위해 사용하는 가장 대표적인 소형 흡음/소음기(Resonator) 설계 방식 중 하나이다. 길이 차이에 의한 상쇄간섭을 이용하여 소음을 저감 시키는 기술이기 때문에 길이를 변화시켜 주파수를 타겟팅하기에 용이하다는 장점이 있으며, 기타 소모되는 부품을 사용하지 않고 단순한 빈 관을 사용하여 높은 내구성과 저렴한 비용으로 소음을 저감할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 또한, 다양한 논문들을 통해 1/4 파장관의 형태가 단순히 관에 수직하게 길게 배치하여 사용하는 것이 아니라 꺾인 형태로 사용하여 비교적 다양한 공간에 적용해볼 수 있다는 것을 확인할 수 있다.

냉장고 고내 팬은 냉장고 증발기의 냉기를 흡입하여 냉장실/냉동실 내부로 냉기를 토출 해주는 역할을 하는 핵심 부품이다. 이 고내 팬이 효율적으로 작동하기 위해, 증발기(흡입)와 냉장/냉동실 내부(토출)을 구분해주는 역할을 수행하고 냉장/냉동실 칸마다 고르게 냉기를 전달해주는 유로를 형성해주는 부품이 필요하다. 이 부품을 팬 모듈이라고 부르며, 플라스틱 구조물 2 개를 결합하고, 팬을 그 사이에 체결하여 제작된다.

본 연구에서는 1/4 파장관을 사용하여 냉장고 팬 모듈 내부에서 발생하는 소음을 저감하는 설계를 진행하였다. 냉장고 고내 팬은 컴프레서를 포함해 냉장고의 주요 소음원 중에 하나이며, 팬에서 발생한 소음은 냉장고 밖으로 전달되는데, 이 때 팬 모듈 내부 빈 공간에서 만들어지는 음향 모드가 가진 되면서 해당 특성을 가지는 기저 소음이 발생하게 된다. 해당 소음은 외부에서 저감하기가 어려워 팬 모듈 내부 설계에서 저감하거나 팬 소음 자체를 저감하는 해결책이 필요하며, 냉장고 고내 냉각 성능과 직결 되어있기 때문에 크기 및 추가 부품 적용의 어려움 등 많은 제약이 따른다. 따라서, 본 연구에서는 해당 음향 특성에 의한 소음을 저감하기위해 팬 모듈 내부에 존재하는 유로 가이드에 의한 빈 공간을 활용하여 소음을 저감하고자 하였으며, 빈공간을 활용하기 위해 다양한 방식의 소음저감 아이템 중 형태 설계가 비교적 용이하고, 습도나 저온의 환경에도 높은 내구도를 가질 수 있는 1/4 파장관을 적용하였다.