KR100273360B1 - 컨버터블 에어콘의 실내기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컨버터블 에어콘의 실내기에 관한 것으로, 본 발명은 흡입구와 토출구를 갖고 그 내부에 유로공간이 구비되는 케이스와, 상기 케이스의 유로공간에 고정 설치되는 실내측 열교환기와, 상기 케이스의 유로공간 내에 배치되는 횡류팬과, 상기 횡류팬의 후방측에 설치되는 리어가이더와, 그 리어가이더의 맞은편인 횡류팬의 전방측에 설치되는 스태빌라이저와, 상기 케이스의 설치상태에 관계없이 항상 실내측 열교환기의 하측에 위치하도록 고정되는 응축수받이로 이루어지는 컨버터블 에어콘의 실내기에서, 상기 케이스의 토출구측 단면적이 흡입구측 단면적에 비해 같거나 크게 형성되고, 상기 리어가이더는 그 곡률 시작점에서 횡류팬의 중심을 잇는 법선이 곡률의 끝점에서 횡류팬의 중심을 잇는 법선 사이의 각도가 120°~150°이내로 형성되어 그 리어가이더의 곡률 끝점에서 횡류팬의 중심까지의 직선 거리가 횡류팬의 직경 대비 85% ~ 95% 이내로 배치되며, 상기 스태빌라이저는 그 끝단이 10mm ~ 15mm 이내의 반경을 갖도록 형성되어 그 스태빌라이저의 끝단 곡면부 중심에서 횡류팬의 중심을 잇는 법선이 리어가이더의 곡률 끝점에서 횡류팬의 중심을 잇는 법선 사이의 각도가 65°~ 70°이내로 구성됨으로써, 상기 케이스에서의 유동시스템 저항을 감소시키면서 볼텍스유동을 안정화시켜 필요한 부품수 및 조립공수를 대폭적으로 절감시키면서도 토출풍량은 증가시키고 소음은 감소시킬 수 있다.

Description

컨버터블 에어콘의 실내기

본 발명은 컨버터블 에어콘의 실내기에 관한 것으로, 특히 흡입측에 횡류팬이 장착되고 토출측에 열교환기가 설치되는 컨버터블 에어콘의 실내기에 관한 것이다.

일반적으로 컨버터블 에어콘(Convertible Airconditioner)이란, 실내기(10)가 도 1a 및 도 1b에서와 같이 천정설치 및 바닥설치가 가능한 에어콘을 지칭하는 것으로, 하나의 모델로 설치장소를 다양하게 할 수 있는 편리한 에어콘이다.

이러한 컨버터블 에어콘용 실내기의 일반적인 구성이 도 2a 및 도 2b에 도시되어 있다.

이에 도시된 바와 같이, 종래의 컨버터블 에어콘의 실내기(10)는 통상 케이스(11)의 하반부에 흡입구(11a)가 형성되는 반면 상반구에 토출구(11b)가 형성되어 있고, 그 중에서 흡입구(11a)의 내측에 수개의 시로코팬(12) 및 스크롤(13)이 하나의 구동모터(14)에 의해 구동되도록 장축의 구동축(15)으로 일괄 연결되어 있으며, 상기 토출구(11b)와 각 시로코팬(12)의 사이에는 증발용 열교환기(16)가 비스듬히 경사지게 설치되어 있고, 그 증발용 열교환기(16)의 하부에는 응축수받이(17)가 설치되어 있다.

상기와 같이 시로코팬이 장착된 종래의 컨버터블 에어콘용 실내기에 있어서, 구동 모터(14)에 전원이 인가되면, 그 구동모터(14)에 결합된 구동축(15)이 회전하면서 동력을 각 시로코팬(12)으로 전달하게 되고, 각 시로코팬(12)이 회전하면서 외부의 더운공기를 케이스(11)의 흡입구(11a)로 빨아들여 스크롤(13)을 통해 강하게 토출시키게 되며, 각 스크롤(13)의 출구부를 통해 토출되는 더운공기는 증발용 열교환기(16)를 지나면서 냉각되어 케이스(11)의 토출구(11b)를 통해 실내로 공급되는 것이었다.

이러한, 종래의 컨버터블 에어콘용 실내기에 있어서는, 수개의 시로코팬(12) 및 스크롤(13)이 필요하게 되어 부품수의 증가 및 조립공수의 증가를 야기하게 되는 것은 물론, 수개의 시로코팬(12)이 장축의 구동축(15)에 의해 하나의 구동모터(14)에 연결되어 있으므로, 상기 구동축(15)이 변형될 우려와 함께 진동 및 소음, 나아가서 제품의 파손까지도 발생할 우려가 있는 바, 최근에는 상기의 시로코팬(12)을 대신하여 횡류팬을 적용시키는 예가 증가하고 있는데, 상기 횡류팬의 경우 시로코팬(12)보다 저정압이기는 하나 구동축(15)의 길이나 팬(12)의 개수 그리고 수개의 스크롤(13)을 하나의 리어가이더로 대체하여 부품수가 감축됨에 따라 생산비용이 절감되는 것은 물론 설계의 안정성이 향상된다.

상기와 같이 횡류팬이 컨버터블 에어콘에 적용된 일례가 도 3a 및 도 3b에 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 횡류팬이 장착된 컨버터블 에어콘의 실내기(20)는 통상 케이스(21)의 하반부에 흡입구(21a)가 형성되는 반면 상반구에 토출구(21b)가 형성되고, 그 중에서 토출구(21b)의 내측에 하나의 구동모터(22) 및 횡류팬(23)이 설치되며, 그 횡류팬(23)과 흡입구(21a)의 사이에는 증발용 열교환기(24)가 설치되고, 그 증발용 열교환기(24)의 하부에는 통상적인 응축수받이(25)가 설치되어 있다.

상기 케이스(21)의 흡입구(21a)측에는 그릴(26) 및 공기정화용 필터(27)가 장착되고, 상기 토출구측에는 횡류팬에 의해 발생된 볼텍스(Vortex)유동을 안정화시킴과 아울러 횡류팬에서 전달된 동압을 일정 정압으로 회복시키기 위한 리어가이더(Rearguider)(28) 및 풍향의 역류를 방지하기 위한 스태빌라이저(Stabilizer)(29)가 장착되어 있다.

도면중 미설명 부호인 22a는 구동축이다.

상기와 같이 횡류팬이 장착된 종래의 컨버터블 에어콘용 실내기(20)에 있어서, 구동모터(22)에 전원이 인가되면, 그 구동모터(22)에 결합된 구동축(22a)이 회전하면서 횡류팬(23)이 회전을 하게 되고, 그 횡류팬(23)이 회전하면서 외부의 더운공기를 케이스(21)의 흡입구(21a)로 빨아들이게 되는데, 흡입구(21a)를 통해 케이스(21)의 내부로 유입되는 공기는 먼저 열교환기(24)를 통과하면서 냉각된 후에 횡류팬(23)을 거쳐 실내로 공급되는 것이었다.

이때, 상기 리어가이더(28)는 정압을 회복시키는 역할을 하기 때문에 난류소음, 즉 광대역소음을 유발시키게 되므로, 그 곡률의 팽창정도와 토출구(21b)의 길이에 중점을 두어 설계되어야 한다.

그러나, 상기와 같은 종래의 컨버터블 에어콘용 실내기(20)에 횡류팬(23)을 장착하는 경우에는, 실내기(20)의 천장설치를 고려하여 흡입구(21a)의 면적이 좁게 형성됨에도 불구하고 횡류팬(23)이 증발용 열교환기(24)의 토출측에 배치됨에 따라 유동시스템의 저항이 한층 가중되고 이로 인해 볼텍스의 중심위치 및 크기가 불안정하여 유체가 부분적으로 역류하게 되는 것은 물론, 상기 횡류팬(23)으로부터 토출되는 유체가 짧은 토출거리를 거쳐 곧바로 토출되므로 유동의 정압정도가 저하되면서 소음이 증가하게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 컨버터블 에어콘이 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 필요한 부품수 및 조립공수를 대폭적으로 절감시키면서도 토출 풍량은 증가되고 소음은 감소되는 컨버터블 에어콘의 실내기를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

제1a도 및 제1b도는 종래 컨버터블 에어콘용 실내기의 설치상태를 종류별로 보인 개략도.

제2a도 및 제2b도는 종래 컨버터블 에어콘용 실내기의 바닥설치시 그 내부를 개략적으로 보인 정면도 및 측면에서 보인 종단면도.

제3a도 및 제3b도는 종래 다른 컨버터블 에어콘용 실내기의 바닥설치시 그 내부를 개략적으로 보인 정면도 및 측면에서 보인 종단면도.

제4a도 및 제4b도는 본 발명 컨버터블 에어콘용 실내기의 바닥설치시 그 내부를 개략적으로 보인 정면도 및 측면에서 보인 종단면도.

제5도는 본 발명 컨버터블 에어콘용 실내기에서 각 요소부품들의 규격 및 배치상태를 설명하기 위해 보인 개략도.

제6도는 본 발명 컨버터블 에어콘용 실내기의 효과를 종래의 컨버터블 에어콘용 실내기에 비교하여 보인 성능 비교표.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

110 : 케이스 111 : 흡입구

112 : 토출구 120 : 구동모터

130 : 횡류팬 140 : 증발용 열교환기

150 : 리어가이더 160 : 스태빌라이저

170 : 응축수받이 180,190 : 그릴 및 필터

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 흡입구와 토출구를 갖고 그 내부에 유로공간이 구비되는 케이스와, 상기 케이스의 유로공간에 고정 설치되어 그 유로공간을 지나는 공기를 열교환시키는 실내측 열교환기와, 상기 케이스의 유로공간내에 배치되어 실내공기를 흡입하여 다시 토출시키는 횡류팬과, 상기 횡류팬의 후방측에 소정의 곡률을 갖는 유로공간을 둔 상태로 설치되어 유체의 정압을 회복시키는 리어가이더와, 그 리어가이더의 맞은편인 횡류팬의 전방측에 설치되어 공기의 역류를 방지하는 스태빌라이저와, 상기 케이스의 설치상태에 관계없이 항상 실내측 열교환기의 하측에 위치하도록 상기한 케이스의 내측면에 고정되어 실내측 열교환기의 외표면에 맺히는 응축수를 받아내는 응축수받이로 이루어져 가로설치 또는 세로설치가 모두 가능한 컨버터블 에어콘의 실내기에 있어서 ; 상기 케이스의 토출구측 단면적이 흡입구측 단면적에 비해 같거나 크게 형성되고, 상기 리어가이더는 그 곡률 시작점에서 횡류팬의 중심을 잇는 법선이 상기한 곡률의 끝점에서 횡류팬의 중심을 잇는 법선 사이의 각도가 120°~ 150°이내가 되도록 형성되어 그 리어가이더의 곡률 끝점으로부터 횡류팬의 중심까지의 직선 거리가 상기한 횡류팬의 직경 대비 85% ~ 95% 이내가 되도록 배치되며, 상기 스태빌라이저는 그 끝단이 10mm ~ 15mm 이내의 반경을 갖도록 곡면져 형성되어 그 스태빌라이저의 곡면부 중심에서 횡류팬의 중심을 잇는 법선이 상기한 리어가이더의 곡률 끝점에서 횡류팬의 중심을 잇는 법선 사이의 각도가 65°~ 70°이내가 되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 컨버터블 에어콘의 실내기가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 컨버터블 에어콘의 실내기를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명 컨버터블 에어콘용 실내기의 바닥설치시 그 내부를 개략적으로 보인 정면도 및 측면에서 보인 종단면도이고, 도 5는 본 발명 컨버터블 에어콘용 실내기에서 각 요소부품들의 규격 및 배치상태를 설명하기 위해 보인 개략도이며, 도 6은 본 발명 컨버터블 에어콘용 실내기의 효과를 종래의 컨버터블 에어콘용 실내기에 비교하여 보인 성능 비교표이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 컨버터블 에어콘의 실내기(100)는, 흡입구(111)와 토출구(112)가 양측에 각각 형성되고 그 흡입구(111)와 토출구(112) 사이에 긴 내부유로가 형성되는 케이스(110)와, 상기 케이스(110)의 토출구(112)측에 경사지게 고정되는 실내측 열교환기(140)와, 상기 실내측 열교환기(140)의 흡입측에 소정간격을 두고 배치되는 횡류팬(130)과, 상기 횡류팬(130)의 후방측에 설치되어 정압을 회복시키는 리어가이더(150)와, 그 리어가이더(150)의 맞은편인 횡류팬(130)의 전방측에 설치되어 공기의 역류를 방지하는 스태빌라이저(160)와, 상기 케이스(110)의 설치상태에 관계없이 항상 실내측 열교환기(140)의 하측에 위치하도록 상기한 케이스(110)의 내측면에 고정되는 응축수받이(170)로 구성된다.

상기 흡입구(111)는 실내기(100)가 건물의 천장에도 설치되는 것을 고려하여 케이스(110)의 하반부에 형성되고 상기 토출구(112)는 케이스(110)의 상반부에 형성되는 것이 바람직하다.

상기 실내측 열교환기(140)는 그 기울기가 케이스(110)의 전방벽을 원점으로 하여 0°~ 45°이내 또는 135°~ 180°이내가 되도록 설치되는 것이 바람직하다. 이는, 실내측 열교환기(140)의 설치각도가 45°이상이 되면 실내기(100)의 바닥설치시 그 열교환기(140)에 맺힌 응축수가 자연낙하할 위험이 있게 되는 것이며, 반면에 상기 실내측 열교환기(140)의 설치각도가 135°이하가 되더라도 실내기(100)의 천정설치시 그 열교환기(140)에 맺힌 응축수가 자연낙하할 위험이 있기 때문이다. 이러한 경우에, 상기 열교환기(140)는 0°~ 45°이내에 설치되도록 하는 것이 풍량증가 및 소음저감에 유리하다.

상기 횡류팬(130)은 도 4에 도시된 바와 같이, 케이스(110)의 흡입구(111)로부터 최근접 익근차의 단부까지 거리(L1)가 횡류팬(130) 직경의 40% 이상이 되는 위치에 배치되도록 설치하는 것이 바람직하다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 흡입구(111)의 단면적(A1) 대비 토출구(112)의 단면적(A2) 비율은 1 이하가 되도록 형성되는 것이 바람직하고, 상기 리어가이더(150)는 그 곡률 시작점(횡류팬과의 간격이 가장 좁은 부분으로 통상 리딩엣지(leading edge)라고 함)(P1)에서 횡류팬(130)의 중심(0)을 잇는 법선이 상기한 곡률의 끝점(B)에서 횡류팬(130)의 중심(0)을 잇는 법선 사이의 각도(α)가 120°~150°이내가 되도록 형성되어 그 리어가이더(150)의 곡률 끝점(P2)으로부터 횡류팬(130)의 중심(0)까지의 직선 거리(L2)가 상기한 횡류팬(130)의 직경(D) 대비 85% ~ 95% 이내가 되도록 배치되는 것이 바람직하며, 상기 스태빌라이저(160)는 그 끝단이 10mm ~ 15mm 이내의 반경(R)을 갖도록 곡면져 형성되어 그 스태빌라이저(160)의 끝점 곡면부 중심(Q)에서 횡류팬(130)의 중심(0)을 잇는 법선이 상기한 리어가이더(150)의 곡률 끝점(P2)에서 횡류팬(130)의 중심(0)을 잇는 법선 사이의 각도(β)가 65°~ 70°이내가 되도록 배치되는 것이 바람직하다.

도면중 미설명 부호인 120a는 구동축, 180은 그릴, 190은 필터이다.

상기와 같은 본 발명에 의한 컨버터블 에어콘의 실내기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 인가된 전원에 의해 구동모터(120)가 작동되면, 그 구동모터(120)에 결합된 횡류팬(130)이 회전을 개시하게 되고, 그 횡류팬(130)의 회전에 의해 외부의 공기가 케이스(110)의 흡입구(111)를 통해 케이스(110)의 내부로 유입되어 횡류팬(130)을 거쳐 실내측 열교환기(140)로 강하게 토출되며, 그 열교환기(140)를 거친 공기는 냉각되어 케이스(110)의 토출구(112)를 통해 다시 실내로 토출된다.

여기서, 일반적으로 유동시스템 저항의 60~70%를 차지하는 실내측 열교환기(140)가 횡류팬(130)의 토출측에 설치되므로 인해 상기한 횡류팬(130)으로 흡입되는 유체의 유동시스템 저항이 작아지게 되고, 이와 함께 횡류팬(130)으로부터 토출되는 고속의 유체가 실내측 열교환기(140)의 흡입측에서 정체되면서 토출유동의 정압회복이 용이하게 이루어져 실내측 열교환기(140) 전체에 골고루 퍼지게 되며, 이 과정에서 토출유체의 볼텍스유동이 안정되면서 그 중심위치 및 크기가 횡류팬(130)의 토출측에 형성되는 것은 물론 유체의 역류가 미연에 방지된다.

또한, 상기 케이스(110)의 토출구(112)측 단면적이 흡입구(111)측 단면적 보다 같거나 넓어지게 되는 반면 횡류팬(130)과 리어가이더(150) 사이의 간격이 넓어지게 되어 상기한 횡류팬(130)의 압력 및 풍량이 향상될 뿐만 아니라, 상기 리어가이더(150)의 스크롤부인 곡률면의 길이가 길어짐에 따라 횡류팬(130)을 통과한 토출유체의 정압이 급격하게 상승된다.

또한, 상기 리어가이더(150)와 스태빌라이저(160) 사이의 간격이 좁아지는 반면 상기 스태빌라이저(160)의 끝단에 형성되는 곡면부의 크기가 확대되어 상기한 리어가이더(150)의 곡률면 길이가 길어짐에 따라 발생될 볼텍스 코어의 강도증가를 미연에 방지하여 실내기의 유동소음이 저감된다.

이렇게 하여 도 5에 도시된 바와 같이 컨버터블 에어콘의 실내기에 횡류팬을 장착하더라도 풍량증가 및 소음감소를 동시에 이룰 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 컨버터블 에어콘의 실내기는, 가로설치외 세로설치가 모두 가능한 컨버터블 에어콘의 실내기에 횡류팬을 장착하되 그 횡류팬을 실내측 열교환기의 흡입측에 장착하여 유동시스템 저항을 감소시키면서 볼텍스유동을 안정화시킴으로써, 필요한 부품수 및 조립공수를 대폭적으로 절감시키면서도 토출풍량은 증가시키고 소음은 감소시킬 수 있다.

Claims (1)

1. 흡입구와 토출구를 갖고 그 내부에 유로공간이 구비되는 케이스와, 상기 케이스의 유로공간에 고정 설치되어 그 유로공간을 지나는 공기를 열교환시키는 실내측 열교환기와, 상기 케이스의 유로공간내에 배치되어 실내공기를 흡입하여 다시 토출시키는 횡류팬과, 상기 횡류팬의 후방측에 소정의 곡률을 갖는 유로공간을 둔 상태로 설치되어 유체의 정압을 회복시키는 리어가이더와, 그 리어가이더의 맞은편인 횡류팬의 전방측에 설치되어 공기의 역류를 방지하는 스태빌라이저와, 상기 케이스의 설치상태에 관계없이 항상 실내측 열교환기의 하측에 위치하도록 상기한 케이스의 내측면에 고정되어 실내측 열교환기의 외표면에 맺히는 응축수를 받아내는 응축수받이로 이루어져 가로설치 또는 세로설치가 모두 가능한 컨버터블 에어콘의 실내기에 있어서 ; 상기 케이스의 토출구측 단면적이 흡입구측 단면적에 비해 같거나 크게 형성되고, 상기 리어가이더는 그 곡률 시작점에서 횡류팬의 중심을 잇는 법선이 상기한 곡률의 끝점에서 횡류팬의 중심을 잇는 법선 사이의 각도가 120°~ 150°이내가 되도록 형성되어 그 리어가이더의 곡률 끝점으로부터 횡류팬의 중심까지의 직선 거리가 상기한 횡류팬의 직경 대비 85% ~ 95% 이내가 되도록 배치되며, 상기 스태빌라이저는 그 끝단이 10mm ~ 15mm 이내의 반경을 갖도록 곡면져 형성되어 그 스태빌라이저의 끝단 곡면부 중심에서 횡류팬의 중심을 잇는 법선이 상기한 리어가이더의 곡률 끝점에서 횡류팬의 중심을 잇는 법선 사이의 각도가 65°~ 70°이내가 되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 컨버터블 에어콘의 실내기.

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