KR100209035B1 - 팬 배출 덕트용 루우버 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 팬 배출 덕트(14)용의 회전가능한 루우버 조립체(20)에 관한 것이다. 루우버 조립체는 상호 공간적으로 고정되는 적어도 2개의 루우버 슬랫(21,22)을 구비한다. 제1 또는 상부 루우버 슬랫(21)은 배출 덕트의 제1 또는 상부 벽(41)의 형태를 통상 따르는 형태를 갖는다. 제2 또는 하부 루우버 슬랫(22)은 배출 덕트의 제2 또는 하부 벽(42)의 형태를 통상 따르는 형태를 갖는다. 상기 루우버 조립체는 적어도 2개의 위치를 갖는다. 일 위치에서, 제1 루우버 슬랫은 수평 방향으로 공기를 향하게 하기 위해 통상 일정한 단면적의 낮은 손실의 통로를 형성하도록 상기 상부 벽과 통상 정렬되고 이와 이격된다. 다른 위치에서, 제2 루우버 슬랫은 상기 공기를 수직 방향으로 향하게 하기 위해 통상 일정한 단면적의 낮은 손실의 통로를 형성하도록 상기 하부벽과 통상 정렬되고 이와 이격된다. 상기 조립체는 상기 슬랫들 중의 하나가 출구를 적어도 부분적으로 차단하는 제3 위치를 가질 수도 있다.

Description

팬 배출 덕트용 루우버 조립체

본 발명은 일반적으로 공기 유동 제어 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 덕트 프리 스풀릿 공조 시스템의 실내 유니트와 같은 팬의 배출 출구로부터 배출되는 공기의 방향을 제어하기 위한 루우버 조립체에 관한 것이다.

덕트 프리 스플릿 공조 시스템은 보통 가정용 또는 소형 상업용 설비에서 찾아볼 수 있으며, 실외 유니트 및 실내 유니트를 구비한다. 덕트 프리 스플릿 시스템은 공조되는 공간 외부에 위치되는 실외 유니트 내에 열교환기, 팬 및 압축기를 구비한다. 실내 유니트 역시 열교환기와 팬을 구비한다. 냉매 라인은 상기 실내 유니트와 실외 유니트를 연결시키고, 2개의 열교환기와 압축기를 연결시킨다. 덕트프리 스플릿 공조기의 실내 유니트는 벽의 높은 지점, 즉 천정 근처에 장착외는 것이 일반적이다.

덕트 프리 스플릿 공조기는 가역적이다. 즉, 상기 시스템은 공조 공간 내의 공기를 냉각시키거나 가열할 수 있다. 저온 공기는 바닥으로 떨어지는 경향이 있으므로, 냉각 모드로 작동할 때는 냉각된 공조 공기를 천정 근처에서 수평으로 배출하는 것이 바람직하다. 가열 모드에서는 바닥에 모이는 경향이 있는 저온 공기가 이동되도록 가열된 공조 공기를 공조 공간의 하방으로 배출시키는 것이 바람직하다. 상기 공기의 이러한 방향 수정(redirection)은 수동 또는 자동으로 작동되는 이동가능한 루우버 조립체에 의해 달성되는 것이 일반적이다. 예컨대, 단일 루우버 슬랫에 의해 팬 배출 덕트를 통한 유동을 상부 및 하부로 분리시킬 수 있다. 상기 배출덕트의 상부 벽은 루우버 슬랫의 상부면과 함께 상부 유동로를 형성하고, 상기 배출덕트의 하부 벽은 루우버 슬랫의 하부면과 함께 하부 유동로를 형성한다. 상기 슬랫은 공기를 하향 유동시키는 가열 모드로부터 공기를 수평으로 유동시키는 냉각모드로 이동된다. 대부분의 상부 및 하부 배출 덕트 벽은 서로로부터 발산하는 형상으로 각각은 (예컨대, 평면 또는 곡면의) 상이한 형태를 가지므로, 이들 유동로는 각각의 모드에서 상이한 형상을 갖게 되므로, 유동로 형상이 양 형상에서 최적화될 수 없으므로 이들 형상은 종종 적어도 한 모드에서 또는 양 모드에서 상기 벽으로부터의 상당한 유동 분리가 초래된다. 유동 분리는 효율을 저하시키고 소음을 발생시켜 바람직하지 못하다.

종래 기술에 의한 루우버 조립체는 유사한 형태의 한 쌍의 이격된 슬랫을 구비한다. 각 모드에서의 상기 채널의 형태에 기인하여 동일한 유동 분리 문제가 상부 및 하부 채널 벽을 따라 발생한다.

본 발명의 목적은 종래 기술에 의한 루우버 조립체에 비해 가열 모드와 냉각모드 모두에서 유동 분리가 감소된 루우버 조립체를 제공하는 것이다. 상기 목적은 청구항의 전체부와 그 특징부의 특징 사항에 따른 방법 및 장치에 의해 달성된다.

본 발명은 팬 유니트의 배출 덕트 내에서 이동가능한 루우버 조립체로서, 이 조립체는, 하나 이상의 설정 위치에서의 상기 덕트를 통한 원만한 유동을 촉진시킴으로써 유동 성능을 향상시키고 어느 설정 위치에서나 유니트를 통해 공기가 소음없이 효율적으로 이동할 수 있게 하는 임의의 형상을 갖는 루우버를 구비한다.

특히, 상기 루우버 조립체는 덕트 측벽 사이에서 수평 방향으로 연장되는 이격되어 상호 연결된 2개의 루우버 슬랫을 구비한다. 상기 조립체(즉, 슬랫)는 배출 덕트 내에 회전가능하게 장착된다. 슬랫 중 하나는 대체로 덕트 상부 벽의 하류부 표면 형상을 따르는 단면을 갖는다. 다른 슬랫은 대체로 덕트 하부 벽의 하류부 표면 형상을 따르는 단면을 갖는다. 상기 덕트의 상부 벽 유동 표면은 대체로 수평이고, 반드시 그러할 필요는 없으나 평면인 것이 바람직하다. 상기 덕트의 하부 벽면은 다소 수평한 배치로부터 대체로 수직 배치로 완만하게 이어진 형상이다. 냉각모드에서와 같이 배출 덕트로부터 배출되는 공기가 대체로 수평한 방향으로 안내되는 것이 바람직한 경우, 상기 루우버 슬랫은 상부 슬랫과 상부 유동 경로면 사이에 대체로 수평한 일정한 단면적의 유동로가 형성되도록 상부 슬랫이 상부 유동 경로면에 인접하고 이로부터 이격되는 위치로 회전한다. 이와 동시에, 하부 슬랫은 다소 수평한 배치로 향하게 되어 하부 유동 경로면의 대체로 수평한 연장부를 형성한다.

가열 중에서와 같이 배출 덕트로부터 배출되는 공기가 대체로 수직 방향으로 또는 하방으로 향하는 것이 바람직한 경우, 상기 루우버 슬랫은 하부 슬랫과 하부 유동 결로면 사이에 상기 출구로부터의 유동을 하향 외부로 안내하는 대체로 일정한 단면적의 유동로를 형성하도록 곡률과 형상이 유사한 상기 하부 유동 경로면에 인접하고 이로부터 이격되는 위치로 이동한다. 또한, 바람직하게는, 상기 상부 슬랫 역시 상기 출구로부터의 유동을 통상 수직으로 안내하도록 배치되는 것이 바람직하다.

이러한 루우버 형상에 의해, 종래 기술에 의한 루우버 형상에 비해 가열 및 냉각 모드 모두에서 보다 최적화된 손실이 적은 유동로가 제공된다. 상기 루우버는 수평 혹은 하향 공기 유동 모드 중 어느 모드로 설정되더라도 상기 출구를 통한 원만한 유동이 증진된다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 루우버 조립체는 실내 유니트가 작동 중이 아닌 경우 심미적인 기능을 제공하도록 제3 위치로 설정된다. 이 제3 위치에서는 상기 유니트가 작동하지 않을 때 상기 루우버 슬랫이 배출 출구의 적어도 일부분을 차단하고 유니트의 외부에 매끈하고 보다 잘 마무리된 외관을 제공하도록 설정된다.

제1도는 본 발명이 구비된 덕트 프리 스플릿형(duct-free split) 공조 시스템의 벽 장칙식 실내 유니트의 개략도.

제2도는 본 발명의 루우버 조립체가 출구로부터 배출되는 공기를 대체로 하방으로 안내하도록 위치된 상태의 제1도에 도시된 유니트의 팬 배출 덕트의 확대 단면도.

제3도는 제2도의 A 방향에서 도시한 도면.

제4도는 본 발명의 루우버 조립체가 출구로부터 배출되는 공기를 대체로 수평방향으로 안내하도록 위치된 상태의 제1도에 도시된 유니트의 팬 배출 덕트의 확대 단면도.

제5도는 유동이 없을 경우의 본 발명의 루우버 조립체의 도1에 도시된 유니트의 핀 배출 덕트의 확대 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 공조 시스템의 팬 조립체 12 : 열교환기

13 : 횡치 팬 14 : 배출 덕트

20 : 루우버 조립체 21, 22 : 슬랫

21A, 21B, 22A, 22B : 표면 50, 52 : 통로

첨부된 도면은 본 명세서의 일부를 형성된다. 도면 전체에 걸쳐서 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 가리킨다.

제1도는 천정(4) 근처의 벽(2) 상에 장착되는 덕트 프리 스플릿 공조 시스템(duct-free split air conditioning system)의 실내 유니트(10)를 도시하고 있다. 상기 유니트(10)는 열교환기(12), 횡치 팬(13) 및 루우버 조립체(20)를 둘러싸느 케이싱(15)을 구비한다. 팬(13)은 공조 공간으로부터 공기 입구(11)의 그릴(grill)과 열교환기(12)를 통해 상기 유니트 내로 (화살표 6으로 표시된 방향으로) 공기를 흡입한다. 팬(13)은 루우버 조립체(20)의 위치에 따라 공기를 (제1도에 도시한 바와 같이) 하향으로 또는 수평 방향으로 안내하게 하기 위한 상기 조립체(20)가 배치된 팬 배출 덕트(14)를 통해 공기를 유니트(10)로부터 공조 공간으로 송풍한다.

제2도를 참조하면, 배출 덕트(14)는 상부 벽(41), 하부 벽(42) 및 (제3도에 도시된) 측벽(8,9)을 구비한다. 상부 벽(41)은 대체로 평평하게 수평으로 연장되는 내표면(41A)을 가지며, 이는 상기 배출 출구의 상부를 형성한다. 하부 벽(42)은 곡면이며 대체로 수평한 상류 배치로부터 대체로 수직한 하류 배치로 점진적으로 이어지도록 연장되는 내부 곡면(42A)을 갖는다.

제2도 및 제3도를 참조하면, 루우버 조립체(20)는 팬 배출 덕트 출구 측벽(8,9) 사이에서 연장되며 상기 측벽에 회전가능하게 결합된 축(24) 사에 장착되는 루우버 슬랫(21, 22)을 구비한다. [본원에서는 손잡이(knob)로 도시된] 조절기(25)는 이하에 설명되는 바와 같이 루우버 조립체(20)를 다양한 위치로 회전시키는 데에 사용된다. 상기 조절기((25)는 자동 또는 반자동 위치 결정 장치일 수 있다. 상기 슬랫(21)은 일반적으로 직선 단면을 가지며 기본적으로 평평한 대향면(21A, 21B)을 구비한다. 슬랫(22)은 대향한 오목면과 볼록면(22A, 22B)을 갖는 곡선 단면을 갖는다. 슬랫(22)의 곡률은 하부 벽면(42)의 곡률(42A)과 유사하다. 제2도에 도시된 모드에 있어서, (확장되는 것에 반해) 비교적 일정한 단면 유동 면적을 갖는 곡선 출구통로(50)를 형성하도록 슬랫(22)의 곡면(22A)은 유사한 곡률을 갖는 벽(42)의 곡면(42A)에 인접하고 이로부터 이격된다. 이러한 가열 모드 위치에서, 슬랫(22)은 상기 출구(14)를 통과하는 공기를 하향 또는 수직 방향으로 안내하여, 거의 유동 분리가 일어나지 않으면서 표면(42A) 위로 매끄럽게 유동할 수 있게 한다. 이러한 가열 모드에서, 평평한 루우버 슬랫(21) 역시 대체로 수직으로 배치되며 대부분의 공기가 하방으로 배출되도록 안내한다.

이하 제4도를 참조하면, 루우버 조립체(20)가 냉각 모드 위치에 있는 상태로 도시되어 있다. 이 위치에서, 평평한 루우버 슬랫(21)은 대체로 일정한 단면적의 유동로를 형성하도록 상부 벽(41)의 평평한 벽면으로부터 평행하게 이격된다. 따라서, 슬랫(21)은 공기가 상기 덕트(14)를 통해 유동할 때 공기가 수평 방향으로 안내되도록 하고, 표면(21A)과 상부 벽(41)의 표면(41A) 위로 분리되지 않은 매끄러운 공기 유동이 형성되게 한다. 곡면 루우버 슬랫(22) 역시 이 모드에서는 수평으로 배치되어 벽면(42A)과 함께 배출 공기를 대체로 수평 방향으로 안내하는 역할을 한다.

유니트(10)가 작동 중이 아닌 경우에는, 루우버 슬랫(21)이 덕트 출구의 상부를 차단하여 매끄러운 전방 표면을 제공함으로써 유니트(10)의 외관을 개선하도록 위치되는 제5도와 같이 루우버 조립체(20)가 위치될 수도 있다. 이 위치에서, 슬랫(21, 22)은 상기 유니트의 내부를 가리는 역할을 한다.

전술한 바와 같은 루우버 조립체의 모형(prototype)을 제조하여 시험하였고, 단일한 평면 회전식 루우버 슬랫과 비교하였다. 냉각 작동 모드에 있어서, 본 발명의 루우버 조립체를 이용하여 8%의 공기 유동증가가 있었다. 가열 모드에서는, 본 발명은 14%의 공기 유동 증가를 나타냈다. 본 발명이 사용된 유니트와 종래 기술이 사용된 유니트에 의해 발생된 소음은 동일하였다. 본 발명이 사용된 유니트의 팬 속도가 종래 기술에 의한 루우버 형상을 갖는 유니트 내에서 달성된 것과 동일한 공기 유동을 얻도록 감소된다면, 상기 유니트의 소음 출력은 대략 1 내지 2dBA만클 감소된다. 따라서, 본 발명은 동일한 팬 속도 및 소음 수준에서 증가된 공기 유동을 제공하거나, 또는 공기 유동율이 저하하지 않고서도 보다 느린 팬 속도를 이용하여 감소된 소음 수준을 얻을 수 있다. [전술한 비교 시험에서, 상부 및 하부 덕트 벽(41, 42) 형태도 변경되었다. 그러나, 언급한 개선 사항의 대부분은 본 발명에 따른 새로운 루우버 조립체를 통해 달성된 것으로 판단되었다.]

상부 벽(41)이 반드시 평면일 필요는 없다. 곡면도 가능하다. 이 경우, 슬랫(21)은 유사한 곡률을 갖도록 형상화될 수 있다. 하나의 슬랫은 상부 벽면 형상과 일치하고 다른 슬랫은 하부 벽면 형상과 일치하게 하여 가열 및 냉각 모드에서 공히 상기 벽으로부터의 공기 유동 분리를 최소화하는 유동로를 형성하는 것이 핵심 사항이다.

본 발명은 상부 및 하부 출구 덕트 벽(41, 42)의 하류 단부 사이에 상당한 오프셋(offset)이 있을 때 특히 효과적이며, 상기 오프셋은 루우버 조립체가 설치되지 않았다면 취해질 공기 유동 방향으로 형성된다. 이 방향은 하류 방향이며 D로 표시된 점선 화살표로 도시되어 있다. 상기 오프셋 거리는 제4도에 S로 표시되어 있다. 냉각 모드에서 상부 슬랫(21) 길이의 적어도 50%는 상부 표면(41A)의 하류단부의 상류에 위치하는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 루우버 조립체가 가열 모드에 있을 때 하부 슬랫(22) 길이의 적어도 50%는 하부 표면(42A)의 하류 단부의 상류에 위치해야 한다.

비록 바람직한 실시예에서는 내부 공조 유니트가 횡치 팬을 구비하고 있으나, 본 발명은 원심 팬 또는 다른 형태의 팬을 갖는 유니트에도 동일하게 적용될 수 있다.

Claims (13)

1. 상부 벽면(41A), 하부 벽면(42A) 및 측벽(8, 9)을 갖는 배출 덕트(14)를 포함하는 팬 조립체(10)의 상기 덕트 내에 배치되고 제1 위치와 제2 위치 사이에서 회전가능한 루우버 조립체에 있어서, 상기 루우버 조립체는 덕트의 상기 측벽 사이에서 횡방향으로 연장되는 상부슬랫(21)과 하부 슬랫(22) 구비하고, 상기 상부 및 하부 슬랫은 이격되고, 상기 상부 슬랫은 상기 상부 벽면의 형상을 따르는 형상을 갖고 상기 루우버가 일정한 단면의 유동로(52)를 형성하도록 상기 제1 위치에 있을 때 상기 상부 벽면에 인접하고 이로부터 이격되고, 상기 하부 슬랫은 상기 하부 벽면의 형상을 따르는 형상을 갖고 상기 루우버가 일정한 단면의 유동로(50)를 형성하도록 상기 제2 위치에 있을 때 상기 하부 벽면에 인접하고 이로부터 이격되는 것을 특징으로 하는 루우버 조립체.
2. 제1항에 있어서, 상기 상부 루우버 슬랫은 상기 하부 루우버 슬랫과 공간적으로 일정 거리 관계로 고정된 것을 특징으로 하는 루우버 조립체.
3. 제1항에 있어서, 상기 상부 벽면은 수평한 평면이며, 상기 상부 루우버 슬랫은 평면이고, 상기 하부 벽면은 일정곡률로 수평 배치로부터 수직 배치로 완만하게 이어진 형상인 것을 특징으로 하는 루우버 조립체.
4. 제1항에 있어서, 상기 조립체는 상기 제1 루우버 슬랫이 상기 출구를 적어도 부분적으로 차단하는 제3 위치로 회전가능한 것을 특징으로 하는 루우버 조립체.
5. 제1항에 있어서, 상기 상부 벽면 및 하부 벽면은 유동을 하류 방향으로 안내하는 통로를 형성하고, 상기 상부 벽면은 상기 하부 벽면보다 하류측으로 더 길게 연장되는 것을 특징으로 하는 루우버 조립체.
6. 제4항에 있어서, 상기 루우버 조립체가 상기 제1 위치에 있을 때 상기 상부 슬랫 길이의 50%는 상기 상부 벽면 단부의 하류로 연장되고, 상기 루우버 조립체가 상기 제2 위치에 있을 때 상기 하부 슬랫 길이의 50%는 상기 하부 벽면 단부의 하류로 연장되는 것을 특징으로 하는 루우버 조립체.
7. 열교환기(12)와, 상기 열교환기의 하류에 배치되는 팬(6)과, 상부 벽면(41A)과 하부 벽면(42A) 및 측벽(8, 9)을 구비하며 상기 팬의 하류에 위치되는 배출 덕트(41, 42, 8, 9)와, 상기 덕트 내에 배치되고 상기 측벽 사이에서 연장되는 한 쌍의 이격된슬랫(21, 22)을 구비하고 제1 위치와 제2 위치 사이에서 회전가능한 루우버 조립체(20)를 구비하며, 상기 한 쌍의 슬랫 중 상부 슬랫이 되는 제1 슬랫은 상기 상부 벽면과 동일한 형상의 제1 표면(21A)을 구비하고, 상기 한 쌍의 슬랫 중 하부 슬랫이 되는 제2 슬랫은 상기 하부 벽면과 동일한 형상의 다른 제1 표면(22A)을 구비하며, 상기 조립체는 일정한 단면의 상부 출구 통로(52)를 형성하도록 상기 상부 슬랫의 제1 표면이 상기 상부 벽면에 인접하고 이로부터 이격되는 제1 위치와 일정한 단면의 하부 출구 통로(50)를 형성하도록 상기 하부 슬랫의 다른 제1 표면이 상기 하부 벽면에 인접하고 이로부터 이격되는 제2 위치 사이에서 회전가능한 것을 특징으로 하느 공조 시스템 유니트.
8. 제7항에 있어서, 상기 배출 덕트의 상기 하부 벽면은 수평 배치로부터 수직배치로 이어진 형상의 곡면이고, 상기 조립체의 제2 위치에서 상기 하부 슬랫의 상기 다른 제1 표면(22A)은 수평 배치로부터 수직 배치로 이어진 형상인 것을 특징으로 하는 공조 시스템 유니트.
9. 제8항에 있어서, 상기 상부 벽면은 수평한 평면이고, 상기 상부 슬랫의 제1 표면은 평면인 것을 특징으로 하는 공조 시스템 유니트.
10. 제9항에 있어서, 상기 상부 슬랫과 하부 슬랫은 상호 고정된 것을 특징으로 하는 공조 시스템 유니트.
11. 제9항에 있어서, 상기 상부 슬랫은 평평하며 대향한 평면(21A, 21B)을 구비하고, 상기 하부 슬랫은 곡면이며 대향한 볼록면(22B)과 오목면(22A)을 구비하는 것을 특징으로 하는 공조 시스템 유니트.
12. 제9항에 있어서, 상기 루우버 조립체가 상기 제2 위치에 있을 때 상기 상부 슬랫은 상기 배출 출구로부터의 유동을 수직으로 안내하도록 배치되고, 상기 루우버 조립체가 상기 제1 위치에 있을 때 상기 하부 슬랫은 상기 배출 출구로부터의 유동을 수평으로 안내하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 공조 시스템 유니트.
13. 제8항에 있어서, 상기 팬이 횡치 팬인 것을 특징으로 하는 공조 시스템 유니트.