KR100274252B1 - 공기조화기의 공기 흡입량 가변장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기의 공기 흡입량 가변장치에 관한 것으로서, 공기의 유로 역할을 하는 실내덕트 전면에는 실내의 난방 운전시 흡입량을 가변시킬 수 있도록 분할면을 갖는 흡입 케이스가 장착되고, 흡입 케이스 전방에는 분할면을 가변시키기 위해 구동축이 포함된 구동축 이송부가 설치되며, 구동축 이송부는 실내측 열교환기의 온도를 감지하는 온도 감지센서와 연결됨으로써, 실내의 운전 조건에 따라서 흡입 케이스의 흡입공 내경을 확장 또는 축소하여 과부하 저전압 약풍으로 난방 운전시 실내덕트의 흡입공간으로 많은 양의 공기 흡입이 가능하여 압축기의 토출측 압력을 허용압력으로 유지시킴은 물론 안전장치의 반복적인 작동을 방지할 수 있고, 이에 따라 압축기 및 공기조화기의 수명을 연장시킬 수 있다.

Description

공기조화기의 공기 흡입량 가변장치

본 발명은 공기조화기의 공기 흡입량 가변장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실내의 난방 운전시 실내 공기의 흡입량을 증가시킬 수 있도록 흡입 케이스의 흡입공 내경을 확장함으로써, 압축기의 허용압력을 일정하게 유지시킴은 물론 공기조화기의 수명을 연장시킬 수 있도록 한 공기조화기의 흡입량 가변장치에 관한 것이다.

일반적으로, 공기조화기는 일정한 냉동사이클(cycle)로 순환하는 냉매의 열교환작용에 의해서 실내를 냉방 또는 난방시키기 위한 것으로서, 이러한 공기조화기는 냉각 및 방열의 기능을 일체화 한 일체형과, 실내 및 실외측으로 냉각장치와 방열 및 압축장치를 각각 설치한 분리형으로 구별된다.

일체형 공기조화기는 도 1 및 도 2에 도시된 바와같이, 받침대(10) 상부에 고정된 흡입공간(12a)을 갖는 실내덕트(12), 송풍팬(14) 및 실내측 열교환기(16)로 이루어진 실내기와, 실외팬(18), 실외측 열교환기(20)로 이루어진 실외기 그리고, 실내 및 실외측 열교환기(16)(20) 사이에 설치되는 압축기(22), 송풍모터(24) 및 4방변 밸브(4way-valve)(도시되지 않음)로 구성된다.

송풍팬(14)과 실외팬(18)은 송풍모터(24)의 전,후방측 회전축에 압입되어 실내공기와 실외공기를 실내측 및 실외측 열교환기(16)(20)로 각각 송풍시키며, 실내측 열교환기(16)는 저온·저압 냉매의 증발에 따라 주위의 열을 흡수하고, 실외측 열교환기(20)는 압축기(22)로부터 보내진 고온·고압의 열을 외부로 방열시켜 상온·고압의 상태로 냉매를 응축시킨다.

실내측 열교환기(16)의 전면에는 열교환된 실내 공기를 토출시킬 수 있도록 전면그릴(26)이 장착되고, 실외측 열교환기(20)를 포함한 실외기에는 그의 측면과 후면으로 실외 공기가 흡입 및 토출되도록 캐비닛(28)에 의해 감싸진다. 그리고, 실내측 및 실외측 열교환기(16)(20)에는 냉매를 감압하여 저온·저압의 냉매로 변환시키기 모세관(도시되지않음)이 연결된다.

실내덕트(12)는 도 2에 도시된 바와같이, 실내측 열교환기(16)를 통하여 흡입된 공기의 유로 역할을 하기 위해 일정한 곡률반경을 갖는 유로부(12b)와 이의 상단에서 연통되어 공기를 토출시키기 위한 토출부(12c)가 각각 형성되고, 실내덕트(12)에는 실내의 공기를 흡입시킬 수 있도록 그의 중앙에 흡입공(30a)이 형성된 흡입 케이스(30)가 결합된다.

이와같이 구성된 종래 공기조화기를 사용하여 실내를 냉방할 경우에는, 압축기(22)를 기동시키면, 압축된 고온·고압의 기체냉매는 4방변 밸브를 거쳐 실외측 열교환기(20)로 입구로 유입되면서 응축되고, 응축된 냉매는 다시 출구를 따라 흘러나와 모세관에 의해 감압되면서 실내측 열교환기(16)로 보내진다. 이때, 냉매는 실내측 열교환기(16)에 따라 흐르면서 열교환된 후 4방변 밸브를 따라 다시 압축기(22)로 흘러 들어가 1냉동사이클로 순환하게 된다.

따라서, 냉매는 송풍모터(24)의 전,후방 회전축에 압입된 송풍팬(12)과 실외팬(18)의 회전에 의해 실내기에서는 실내 공기가 전면그릴(26)의 흡입구(26a)로 통과하면서 실내측 열교환기(16)와 열교환되어 냉각되며, 냉각된 공기는 흡입 케이스(30)의 흡입공(30a)을 따라 실내덕트(12)의 흡입공간(12a)으로 흡입되고, 유로부(12b)에 의해 방향이 변경되면서 토출부(12c)와 전면그릴(26)의 토출구(26b) 측으로 토출되어 실내를 냉방시킨다.

그리고, 실외기에서는 캐비닛(28)의 흡입구를 통해 실외측 열교환기(20)로 실외공기가 송풍되어 냉매와 열교환됨에 따라서 냉매의 온도를 낮춤과 동시에 가열된 공기를 실외로 배출한다.

한편, 전술한 냉동사이클을 절환하여 실내를 난방할 경우에는, 냉매의 흐름방향이 변경되도록 4방변 밸브를 작동시키면 실내측 및 실외측 열교환기(16)(20)를 기능이 반대로 된다. 즉, 실내측 열교환기(16)는 응축기로 되고, 실외측 열교환기(20)는 증발기로 사용된다.

그 후, 압축기(22)의 기동에 따라 압축된 냉매는 4방변 밸브를 따라 실내측 열교환기(16)로 보내짐과 동시에 모세관을 통과하면서 감압되어 실외측 열교환기(20) 및 4방변 밸브를 따라 다시 압축기(22)로 순환된다.

순환된 냉매는 송풍모터(24)의 구동력에 의해 회전되는 송풍팬(14)과 실외팬(18)에 의해서 공기가 실내측 및 실외측 열교환기(16)(20)로 흡입/송풍됨에 따라 열교환이 이루어져 난방기능을 수행하는 것이다.

그러나, 상기와 같이 냉동사이클을 이용하여 실내를 과부하 저전압 약풍으로 난방할 때, 실내측 열교환기의 파이프 용적이 실외측 열교환기의 용적 보다 크고, 송풍량은 실외측 열교환기 보다 작아 실내측 열교환기에서 보내지는 냉매량 과다로 인해 압축기의 토출측 압력이 허용압력(26.0㎏/㎠·G) 보다 압력(29㎏/㎠·G)이 높아짐은 물론 압축기의 온도가 상승되므로 안전장치가 작동되어 운전이 정지된다.

이와같이 안전장치가 반복적으로 작동함에 따라서 압축기의 수명이 단축될 뿐만 아니라, 공기조화기의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 실내공기를 흡입하는 흡입 케이스의 흡입공을 실내의 운전 조건 즉, 냉방 또는 난방시 흡입공의 내경을 가변시킴으로써, 과부하 저전압 약풍으로 난방 운전시 실내덕트의 흡입공간으로 많은 양의 공기 흡입이 가능하여 압축기의 토출측 압력을 허용압력으로 유지시킴은 물론 안전장치의 반복적인 작동을 방지할 수 있고, 이에 따라 압축기 및 공기조화기의 수명을 연장시킬 수 있는 공기조화기의 공기 흡입량 가변장치를 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 공기조화기를 개략적으로 도시한 분리사시도,

도 2는 도 1에 도시된 공기조화기에 적용된 종래의 실내덕트와 흡입 케이스를 확대한 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 공기조화기의 공기 흡입량 가변장치를 도시한 분리 사시도,

도 4a는 본 발명에 따른 공기 흡입량 가변장치의 사용 상태를 도시한 사시도,

도 4b는 도 4a의 A-A 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

40 : 흡입 케이스 40a : 흡입공

40b,40c : 가로 및 세로 절개홈 40d : 경사 절개홈

42 : 분할면 44 : 온도 감지센서

46 : 구동축 48 : 구동축 이송부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 실내측 열교환기를 거쳐 실내덕트의 흡입공간으로 흡입되는 공기의 양을 냉,난방 운전에 따라 가변시키기 위해 구비된 공기조화기의 공기 흡입량 가변장치에 있어서, 상기 실내덕트에 설치되어 흡입 공기량을 가변시키기 위한 흡입량 가변수단과; 상기 흡입량 가변수단을 냉,난방 운전에 따라 구동시키는 구동수단; 및 상기 실내측 열교환기에 부착되어 상기 실내측 열교환기의 감지된 온도에 따라서 상기 구동수단을 동작시키는 온도 감지센서로 마련되는 것에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 흡입량 가변수단은, 실내덕트의 전면에 장착되는 흡입 케이스와, 상기 흡입 케이스의 배면에 직각을 이루도록 형성되는 가로 및 세로 절개홈과, 상기 가로 및 세로 절개홈이 맞나는 꼭지점부터 상기 흡입 케이스에 형성된 흡입공의 내주면까지 연장되어 상기 흡입 케이스의 전면을 4개의 분할면으로 나누기 위한 경사 절개홈으로 된 것에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 구동수단은 상기 분할면에 각각 일끝단이 고정된 구동축과 상기 구동축을 전,후방향으로 이송시키기 위한 구동축 이송부로 구비된 것에 의해 달성된다.

이하, 본 발명에 따른 공기조화기의 공기 흡입량 가변장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 공기 흡입량 가변장치를 도시한 도면으로서, 본 발명에서는 공기조화기의 구성 중에서 동일부분에 대해서는 설명의 편의상 동일부호를 참조한다.

공기조화기는 실내기와 이의 후방측에 설치되는 실외기 그리고, 실내 및 실외기 사이에 설치되는 압축기(22) 및 이에 연결된 4방변 밸브(26) 그리고, 송풍모터(24)로 구성된다.

실내기는 송풍모터(24)의 전방 회전축에 압입된 송풍팬(14)과 실내측 열교환기(16) 및 실내 공기의 유로 역할을 하기 위해 흡입공간(12a)을 갖는 실내덕트(120)로 이루이며, 실외기는 송풍모터(24)의 후방 회전축에 압입된 실외팬(18)과 실외측 열교환기(20)로 이루어진다.

실내덕트(12)는 흡입공간(12a)으로 흡입된 공기의 흐름방향을 변경하는 유로부(12b)와 이의 상단에 연통되어 차가운 공기를 토출시키는 토출부(12c)가 형성되고, 실내덕트(12)의 전면에는 실내의 난방 운전시 흡입공간(12a)으로 유입되는 흡입량을 가변시키기 위한 흡입량 가변수단이 위치된다.

흡입량 가변수단은 실내덕트(12)에 장착되어 실내 공기를 흡입할 수 있도록 흡입공(40a)이 형성된 흡입 케이스(40)와, 흡입 케이스(40)의 배면에 흡입공(40a)을 중심으로 하여 그의 일측에 직각을 이루도록 형성된 가로 및 세로 절개홈(40b)(40c)과, 가로 및 세로 절개홈(40b)(40c)이 맞나는 꼭지점부터 흡입공(40a)의 내주면으로 연장되어 흡입 케이스(40)의 전면을 4개의 분할면(A,B,C,D)(42)으로 나누기 위한 경사 절개홈(40d)으로 된다.

이 경사 절개홈(40d)은 가로 및 세로 절개홈(40b)(40c)의 꼭지점을 이은 대각선(p)으로부터 적어도 어느 한 방향으로 편심을 갖도록 형성되어 흡입공(40a)의 내경 확장시 각각의 분할면(42)이 사이클로이드(cycloid) 궤적으로 회전시키기 위한 것이다.

흡입 케이스(40)의 전방에는 실내의 난방 운전시 실내 공기의 흡입량을 증가시키기 위해 분할면(42)을 구동시키는 구동수단이 설치되며, 이 구동수단에는 실내측 열교환기(16)에 부착된 온도 감지센서(44)가 연결된다.

구동수단은 흡입 케이스(40)의 분할면(42)에 각각 일끝단이 고정된 구동축(46)과 구동축(46)을 전,후방향으로 이송시키기 위한 구동축 이송부(48)로 구비되며, 구동축 이송부(48)는 실내측 열교환기(16)와 흡입 케이스(40)의 사이에 위치되도록 별도의 브래킷(도시되지않음)에 의해 설치된다. 그리고, 온도 감지센서(44)는 실내측 열교환기(16)의 파이프에 근접되도록 부착된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 공기조화기의 공기 흡입량 가변장치에 대한 작용을 도 4a 및 도 4b를 참조하여 상세하게 설명한다.

실내를 냉방할 경우, 냉매는 전술한 바와같이 압축기(22), 4방변 밸브(26), 실외측 열교환기(20) 및 모세관(32)과 실내측 열교환기(16)를 1사이클로 순환하고, 실내측 열교환기(16)에서 열교환된 차가운 공기는 흡입 케이스(40)의 흡입공(40a)을 따라 실내덕트(12)의 흡입공간(12a)으로 흡입된다.

그리고, 흡입된 공기는 다시 유로부(12b)에 의해 방향이 변경되면서 토출부(12c) 및 전면그릴(28)에 형성된 토출구(28b) 측으로 토출되어 실내를 냉방시킨다.

이때, 흡입 케이스(40)의 분할면(42)은 온도 감지센서(44)에서 감지된 실내측 열교환기(16)의 온도가 60℃ 이하로 감지됨에 따라서 구동축 이송부(48)가 오프(off) 상태를 유지하므로 가변되지 않는다.

또한, 실내를 난방할 때에는 4방변 밸브(26)를 절환하여 냉매의 흐름방향을 변경한다. 즉, 실내측 열교환기(16)는 응축기로 사용하고, 실외측 열교환기(20)는 증발기로 사용한다.

그 후, 압축기(22)의 기동에 따라 압축된 냉매는 압축기(22), 4방변 밸브(26), 실내측 열교환기(16) 및 실외측 열교환기(20)를 따라 순환한다.

이때, 실내를 과부하 저전압 약풍으로 난방 운전할 때, 실내측 열교환기(16)로 보내지는 냉매량의 과다로 인하여 실내측 열교환기(16)의 온도가 기준 온도(60℃) 보다 상승할 경우에는, 이의 온도는 실내측 열교환기에 부착된 온도 감지센서(44)에 의해서 감지됨과 동시에 구동축 이송부(48)가 동작되면서 구동축(46)을 전진시킨다.

그러면, 구동축(46) 각각의 일끝단이 고정된 분할면(42)이 도 4b에서와 같이 후방측으로 동시에 이동됨에 따라서 흡입공(40a)의 내경을 확장된다. 그리고, 실내측 열교환기(16)에 의해 열교환된 더운 공기는 실내덕트(12)의 흡입공간(12a)으로 흡입되므로 압축기(22)의 토출측 압력을 허용압력으로 유지시킬 수 있는 것이다.

이때, 분할면(42)의 경사각도가 흡입 케이스(40)에 대해 점차적으로 커짐에 따라서 흡입공(40a)을 통과하여 공기의 유속이 빨라져 실내 공기를 단시간 내에 실내덕트(12)의 흡입공간(12a)으로 흡입시킬 수 있다.

그리고, 다시 실내를 냉방시키면 실내측 열교환기(16)의 온도가 60℃ 이하로 되어 흡입 케이스(40)의 분할면(42)이 초기위치로 복귀되어 냉방효율을 향상시킬 수 있는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 공기조화기의 공기 흡입량 가변장치에 의하면, 실내 공기를 흡입하는 흡입 케이스의 흡입공을 실내의 운전 조건 즉, 냉방 또는 난방시 흡입공의 내경을 가변시킴으로써, 과부하 저전압 약풍으로 난방 운전시 실내덕트의 흡입공간으로 많은 양의 공기 흡입이 가능하여 압축기의 토출측 압력을 허용압력으로 유지시킴은 물론 안전장치의 반복적인 작동을 방지할 수 있고, 이에 따라 압축기 및 공기조화기의 수명을 연장시킬 수 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (2)

1. 실내측 열교환기를 거쳐 실내덕트의 흡입공간으로 흡입되는 공기의 양을 냉, 난방 운전에 따라 가변시키기 위해 구비된 공기조화기의 공기 흡입량 가변장치에 있어서, 중앙부에 형성된 흡입공과, 상기 흡입공 외주에 직각을 이루도록 형성되는 가로 및 세로 절개홈과, 상기 가로 및 세로 절개홈이 맞나는 꼭지점부터 상기 흡입공의 내주면까지 연장되어 전면을 4개의 분할면으로 나누는 경사 절개홈을 갖는 흡입 케이스를 포함하여, 흡입 공기량을 가변시키는 흡입량 가변수단과; 상기 분할면에 각각 일끝단이 고정된 구동축과 상기 구동축을 전, 후방향으로 이송시키기 위한 구동축 이송부를 포함하여, 상기 흡입량 가변수단을 냉, 난방 운전에 따라 구동시키는 구동수단; 및 상기 실내측 열교환기에 부착되어 상기 실내측 열교환기의 감지된 온도에 따라서 상기 구동수단을 동작시키는 온도 감지센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 공기 흡입량 가변장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 경사 절개홈은 상기 가로 및 세로 절개홈의 꼭지점을 이은 대각선에 대해 적어도 어느 한 방향으로 편심을 갖도록 된 것을 특징으로 하는 공기조화기의 공기 흡입량 가변장치.