KR100344593B1

KR100344593B1 - 공기조화기

Info

Publication number: KR100344593B1
Application number: KR1019990062895A
Authority: KR
Inventors: 장영신
Original assignee: 삼성전자 주식회사
Priority date: 1999-12-27
Filing date: 1999-12-27
Publication date: 2002-07-20
Also published as: CN1128958C; CN1309272A; KR20010060500A

Abstract

본 발명은 작동 소음을 줄임으로써 쾌적한 난/냉방 환경을 조성할 수 있는 천장 매립형 공기조화기를 개시한다. 개시된 공기조화기는, 공기흡입구 및 토출구를 갖는 본체와, 이 본체의 내부 중앙에 회전 가능하게 설치되며 공기를 흡입하여 회전축에 대하여 방사상으로 토출하는 송풍팬과, 송풍팬에 의하여 토출되는 공기를 열교환시키기 위하여 송풍팬의 주변에 설치된 열교환기와, 열교환기 및 송풍팬 사이의 간격이 변화함에 따른 유로저항을 감소시키기 위하여 열교환기와 송풍팬 사이의 간격이 최소가 되는 지점에 열교환기로부터 송풍팬 측으로 돌출되도록 설치되는 다수의 유로가이드판을 구비한다. 유로가이드판은 열교환기와 송풍팬 사이의 좁은 간격으로 흘러 들어가는 공기의 일부를 차단함으로써 공기를 유로가이드판을 중심으로 양측으로 분배하여 좁은 공간으로 다량의 공기가 유입됨으로써 발생되는 공기의 와류 현상을 방지하는 역할을 한다. 따라서 공기의 와류현상에 의해 발생되는 이상 소음을 감소시킬 수 있으므로, 공기조화기의 전체적인 소음 수준을 낮출 수 있다.

Description

공기조화기{Air-conditioner}

본 발명은 공기조화기에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 실내의 천장에 매립 설치되는 천장 매립형 공기조화기에 관한 것이다.

천장 매립형 공기조화기란, 실내기가 천장에 매립되고 열교환을 위한 공기의 흐름을 안내하기 위하여 그 하부면만 천장면에 노출되도록 한 구성의 공기조화기로서, 실내공간을 더욱 넓게 활용할 수 있을 뿐만 아니라 실내기가 천장 속에 은폐되므로 실내 인터리어를 더욱 용이하게 도울 수 있다는 장점이 있어, 그 사용 영역이확대되고 있다.

이러한 천장 매립형 공기조화기의 한 예가 도 1에 도시되어 있는 바, 이를 간단히 살펴보면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 천장 매립형 공기조화기는 크게, 실내기(1)와 실외기(2)로 구성된다. 상기 실내기(1)는 주지된 바와 같이, 실내의 천장(10)에 매립되어 설치되며, 상기 실외기(2)는 실외의 적당한 장소에 설치된다. 이들 실내기(1)와 실외기(2)는 배관(3)에 의해 서로 연결된다.

상기 실내기(1)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 천장(10)에 매립되는 본체(11)와, 이 본체(11)의 내측 중앙에 설치되는 송풍팬(12)과, 상기 본체(11)의 내측 테두리를 따라 대략 사각형태로 신장되도록 설치된 열교환기(13)를 포함한다.

상기 본체(11)는 그 하면 중앙부에 형성된 흡입구(11a)와 본체(11)의 테두리를 따라 형성된 수개의 토출구(11b)를 구비한다.

상기 송풍팬(12)은 모터(14)에 의해 회전하면서 상기 본체(11)의 흡입구(11a)를 통해 실내공기를 흡입하여 회전면의 접선방향으로 토출시킨다.

상기 열교환기(13)는 상기 송풍팬(12)의 회전에 따라 본체(11) 내로 흡입된 실내의 공기를 찬 공기(또는 더운 공기)로 열교환한다. 이 열교환기(13)는 송풍팬(12)의 둘레를 따라 서로 평행하게 배열된 다수의 냉매관(13a)과, 이 냉매관(13a)들과 직교하도록 설치되며 서로 평행하게 배열된 복수의 냉각핀(13b)으로 구성된다. 이와 같이 구성된 열교환기(13)는 상기 본체(11)의 베이스 플레이트(15)에 탑재되어 설치되는 바, 열교환기(13)의 상부에서부터 하부로 끼워지는 적어도 2개의 브래킷(16)에 의해 베이스 플레이트(15)에 고정된다. 여기서, 상기 브래킷(16)은 구체적으로 도시하지 않고 있으나, 그 단부가 베이스 플레이트(15)에 수개의 나사로 체결되는 것에 의해 고정되어 열교환기(13)를 지지한다.

상기와 같이 구성된 종래의 천장 매립형 공기조화기는, 송풍팬(12)의 회전에 의하여 본체(11)의 흡입구(11a)로부터 실내의 공기가 흡입되어 방사상으로 토출된다. 이 방사상으로 토출되는 공기는 본체(11)의 내측면을 따라 설치된 열교환기(13)를 통과하면서 찬 공기(또는 더운 공기)로 열교환된 후, 본체(11)의 네 측면을 따라 하강하여 본체(11)의 테두리부에 형성된 토출구(11b)를 통하여 실내로 유입되게 된다. 이리하여 실내의 온도를 저하시키거나 높일 수 있는 것이다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 천장 매립형 공기조화기에 있어서는, 실내로부터 흡입되는 공기가 송풍팬(12)의 의하여 회전되면서 회전면에 접선방향으로, 즉 도 2에서 점선 화살표로 표시된 방향으로 토출되어 열교환기(13)를 통과하게 되는데, 이 때, 공기조화기의 구조상, 즉, 원형의 송풍팬(12)의 둘레에 대략 사각형상의 열교환기(13)가 배치되는 구조로 인해 송풍팬(12)과 열교환기(13) 사이의 간격이 일정하지 않으므로, 송풍팬(12)과 열교환기(13) 사이의 공간에서 회전면의 접선방향으로 이동하는 공기의 밀도가 일정하지 않게 된다. 이에 따라 상기 송풍팬(12)과 열교환기(13) 사이의 간격이 급격히 좁아지는 영역(도 3에서 첨자 'a'로 표시한 영역)에서 유로저항이 매우 커지며 불규칙적인 공기의 와류 현상이 발생하게 된다. 이로 인하여 공기가 냉각핀(13b)을 치는 이상소음이 발생하여 공기조화기의 전체 소음을 높이는 원인이 되고 있으며, 또 공기의 흐름이 원활하지 않아 열교환기의 열전달 특성이 저하됨으로써 공조 효율이 떨어진다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 송풍팬과 열교환기 사이의 간격이 급격히 좁아지는 영역에서 발생되는 유로저항의 증대로 인한 공기의 불규칙적인 와류 현상을 제거함으로써, 이 공기의 와류에 의해 발생되는 이상 소음을 제거함과 아울러 열교환기의 효율을 높일 수 있는 공기조화기를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 천장 매립형 공기조화기의 한 예를 나타낸 사시도,

도 2는 도 1에 나타낸 공기조화기의 실내기 구조를 보인 종단면도,

도 3은 도 2의 평면도,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 천장 매립형 공기조화기의 실내기 구조를 보인 종단면도,

도 5는 도 4의 평면도,

도 6은 본 발명의 요부인 유로가이드판의 설치 구조를 보인 일부 발췌 사시도,

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 천장 매립형 공기조화기의 실내기 구조를 보인 도 5에 해당하는 단면도,

도 8은 도 7에 나타낸 공기조화기의 요부인 유로가이드판의 설치 구조를 보인 일부 발췌 사시도, 그리고,

도 9a 내지 11b는 본 발명의 공기조화기와 종래의 공기조화기의 소음 비교 그래프로써,

도 9a 및 9b는 냉방 운전시의 소음 비교 그래프 이고,

도 10a 및 10b는 난방 운전시의 소음 비교 그래프 이며,

도 11a 및 11b는 송풍시의 소음 비교 그래프이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

11;본체 11a;공기흡입구

11b;토출구 12;송풍팬

13;열교환기 13a;냉매관

13b;냉각핀 14;모터

15;베이스 플레이트 16;브래킷

20;유로가이드판 20a;고정홈

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 공기조화기는, 본체의 내부 중앙부에 설치된 송풍팬과 이 송풍팬의 주변에 설치된 열교환기 사이의 간격이 변화함에 따른 유로저항을 감소시키기 위하여 열교환기로부터 송풍팬 측을 향하여 돌출되도록 설치되어 공기의 흐름을 분배 조절하는 다수의 유로가이드판을 구비한다.

유로가이드판은, 열교환기와 송풍팬 사이의 간격이 좁아지는 부위에 설치되어, 이 지점을 통과하는 공기의 일부를 차단함으로써 공기를 유로가이드판을 중심으로 양측으로 배분하여 이 지점에서의 유로저항을 감소시킨다. 이에 의해 열교환기와 송풍팬 사이의 간격이 최소가 되는 지점에서의 공기의 흐름이 원활하게 되므로, 이 지점에서 공기의 불규칙적인 와류 현상은 발생되지 않으며, 따라서 종래와 같은 공기의 와류에 의해 발생되는 이상 소음을 제거할 수 있고, 열교환기의 열전달 특성을 개선할 수 있다.본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 유로가이드판은, 송풍팬의 외주면과 열교환기 사이의 간격이 좁아지는 부위에서 송풍팬의 회전축을 중심으로 대략 30°의 각도를 이루는 범위내의 임의의 위치에 설치된다. 가장 바람직하기로는 유로가이드판은, 송풍팬과 열교환기 사이의 간격이 최소가 되는 지점에 설치된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 본체는 실내의 천장에 매립 설치되며, 본체의 하면 중앙부에는 흡입구가 형성되고, 본체의 테두리를 따라 수개의 토출구가 형성된다. 송풍팬은 본체의 내부 중앙부에 설치되어 회전하면서 실내 공기를 흡입하여 회전축에 대하여 방사상으로 토출시킨다. 열교환기는 본체 내부의 송풍팬 둘레에 대략 사각형태로 배치되며, 송풍팬에 의해 토출되는 공기를 열교환시킨다. 열교환된 공기는 본체의 토출구를 통하여 실내로 유입되며, 이에 의해 실내의 온도는 저하되거나 높아질 수 있다.

그리고, 유로가이드판은 열교환기의 높이와 같은 높이로 형성되며, 그 후단부에는 다수의 고정홈이 형성되어 열교환기의 냉매관에 끼워 고정할 수 있도록 되어 있다.

또한, 유로가이드판은 열교환기를 본체의 베이스 플레이트에 고정하는 다수의 브래킷에 일체로 형성될 수 있으며, 이 경우, 유로가이드판이 일체로 형성된 브래킷은 열교환기의 유로가이드판 설치 위치, 즉 열교환기와 송풍팬 사이의 간격이 최소가 되는 지점에 위치된다.

본 발명의 상술한 목적 및 특징은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 보다 명백해질 것이다.

첨부한 도 4 내지 도 6에는 본 발명의 일 실시예에 의한 공기조화기가 도시되어 있다. 참고로 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서 종래와 그 구성 및 작용이 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하여 인용한다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 공기조화기는, 천장(10)에 매립되는 본체(11)와, 상기 본체(11)의 내측 중앙에 설치되는 송풍팬(12)과, 상기 본체(11)의 내측 테두리를 따라 대략 사각형태로 신장되도록 설치되는 열교환기(13)와, 상기 송풍팬(12)과 상기 열교환기(13) 사이의 간격이 좁아지는 부위에 상기 열교환기(13)로부터 송풍팬(12) 측을 향하여 돌출되도록 설치되는 다수의 유로가이드판(20)을 포함한다.

상기 유로가이드판(20)은, 상기 송풍팬(12)과 열교환기(13) 사이의 간격이 좁아지는 부위, 즉, 열교환기(13)의 4면의 대략 중앙부에 송풍팬(12)의 회전축 방향을 따라 설치된다. 바람직한 유로가이드판(20)의 설치 위치는 상기 송풍팬(12)의 회전축을 중심으로 소정각도(대략 30°)를 이루는 범위내의 임의의 위치에 설치된다. 가장 바람직한 유로가이드판(20)의 위치는 송풍팬(120과 열교환기(13) 사이의 간격이 최소가 되는 지점이다.이와 같이 설치되는 유로가이드판(20)은 송풍팬(12)의 회전에 따라 송풍팬(12)의 회전면에서 접선방향으로 토출되는 공기가 상기 송풍팬(12)과 열교환기(13) 사이의 간격이 최소가 되는 영역에서 원활히 흐를 수 있도록 유로방향을 적절히 조절하는 역할을 한다. 즉, 상기 송풍팬(12)과 열교환기(13) 사이의 간격이 일정하지 않으므로, 송풍팬(12)의 회전면에 접선방향으로 토출된 공기가 송풍팬(12)과 열교환기(13) 사이의 간격이 넓은 영역으로부터 간격이 좁은 영역을 통과할 때, 공기밀도가 높아짐에 따라 유로저항이 급격히 커지게 되는데, 이 때, 송풍팬(12)과 열교환기(13) 사이의 간격이 최소가 되는 지점에 설치된 유로가이드판(20)에 의해 이 영역을 통과하는 공기의 일부가 차단되어 열교환기(13) 측으로 배출됨으로써 공기가 적절히 분배되어 흐를 수 있게 된다. 따라서, 송풍팬(12)과 열교환기(13) 사이의 간격이 최소가 되는 영역을 통과하는 공기의 양이 적어지게 되므로, 이 부분에서의 유로저항이 감소되게 된다.

상기와 같은 역할을 하는 유로가이드판(20)은 열교환기(13)의 높이와 같은 높이를 가지는 직사각 형태로 형성되며, 도 6에서 보는 바와 같이, 유로가이드판(20)의 후면에는 복수의 고정홈(20a)이 형성되어, 냉매관(13a)에 끼워 간단히 설치할 수 있도록 되어 있다.

또한, 상기와 같은 역할을 하는 유로가이드판(20)을 열교환기(13)에 설치함에 있어서는, 상술한 바와 같은 방법 이외에도 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 열교환기(13)를 본체(11)의 베이스 플레이트(15)에 고정하기 위한 수개의 브래킷(16)을 이용하여 설치할 수도 있다. 도 7 및 도 8은 이러한 본 발명의 다른 실시예를 도시한 것으로, 도면에서 보는 바와 같이, 다수의 브래킷(16)은 열교환기(13)의 4면의 각 중앙부에 상부에서부터 하부로 설치되어 있고, 이 각각의 브래킷(16)의 일측면에 유로가이드판(20)이 일체로 돌출 형성된 구조로 되어 있다. 여기서, 상기 유로가이드판(20)은 앞서 설명한 바와 같이, 열교환기(13)의 높이와 같은 높이를 가지며, 송풍팬(12)의 회전축방향을 따라 연장되어 설치된다. 그외 다른 구성은 앞서 설명한 본 발명의 일 실시예와 동일하므로, 구체적인 설명은 생략한다.

한편, 도시예에서는 본 발명의 요부인 유로가이드판(20)이 4개 설치된 예를 도시하고 있으나, 이를 꼭 한정하는 것은 아니며, 그 수는 열교환기(13)의 형태에 따라 가변될 수 있다. 즉, 열교환기(13)가 도시예에서와 같이 4개의 면을 갖는 대략 사각형태로 된 경우에는 4개의 유로가이드판(20)을 설치하는 것이 바람직하나, 열교환기(13)는 공기조화기의 용적을 축소시킨다든가 하는 이유로 L자 형상이나 일자형으로 할 수 있는 바, 이 경우에는 유로가이드판(20)의 수도 달라질 것이다.

이하, 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 공기조화기의 작용을 설명한다.

먼저, 공기조화기의 모터(14)의 구동력을 받아 송풍팬(12)이 회전하게 되면, 본체(11)의 하면 중앙부에 형성된 흡입구(11a)을 통하여 실내의 공기가 본체(11) 내부로 흡입된다. 이와 같이 흡입된 공기는 송풍팬(12)에 의하여 본체(11)의 내부에서 방사상으로 토출되게 된다. 이 때, 상기 공기가 송풍팬(12)의 회전면에 접선방향으로 토출됨에 따라 송풍팬(12)과 열교환기(13) 사이의 간격이 급격히 좁아지는 영역을 통과하게 됨으로써, 유로저항이 증대될 수 있다. 그러나, 상기 영역에 이 영역을 통과하는 공기의 일부를 차단하여 열교환기(13) 측으로 배출시키는 공기의 분배를 위한 유로가이드판(20)이 설치되어 있기 때문에, 이 영역을 통과하는 공기의 양은 종래의 대략 1/2 정도로 적어지게 되고, 따라서 이 부분에서의 유로저항이 크게 감소되면서 공기가 원활하게 흐를 수 있게 된다.

상기와 같이 본체(11)의 내부에서 방사상으로 토출되는 공기는 열교환기(13)를 통과하면서 찬 공기(또는 더운 공기)로 열교환된 후, 토출구(11b)를 통하여 실내로 유입되며, 이에 의해 실내의 온도를 낮게 또는 높게 조절할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 송풍팬(12)과 열교환기(13) 사이의 간격이 최소가 되는 영역에 이 영역을 통과하는 공기의 흐름을 분배 조절하는 유로가이드판(20)이 설치되어 있기 때문에, 이 영역에서의 유로저항이 최소화되어 공기의 흐름을 원활하게 할 수 있다. 따라서, 종래와 같은 불필요한 공기의 역류 현상이 발생하지 않으므로, 공기의 역류에 의한 이상 소음을 제거할 수 있으며, 공기조화기의 전체적인 소음 수준을 낮출 수 있게 된다.이와 같은 본 발명에 의한 공기조화기의 소음 감소 효과를 도 9a 내지 도 11b에 도시된 실험 데이터를 참고로 구체적으로 설명하면 다음과 같다.첨부한 도 9a 내지 도 11b는 본 발명의 공기조화기와 종래의 공기조화기의 소음 정도를 측정하여 비교한 실험 데이터이다.실험장비로는 덴마크의 BNK사에서 제작한 소음진동측정장비를 이용하였으며, 소프트웨어로는 LMS(Leuven Measurment System)(제작사:벨기에의 LMS 인터내셔날)를 이용하였다. 실험 대상은, 종래 일반적인 천장 매립형 공기조화기와, 본 발명의 바람직한 실시예인 유로가이드판(20)이 송풍팬(12)과 열교환기(13) 사이의 간격이 최소가 되는 지점에 설치된 공기조화기로 하였다.실험은, 냉방 강운전, 난방 강운전 및 강풍운전 조건에서 실행되었으며, 각각 실외기 전면(Out door FW1), 실외기 후면(Out door BW1), 실내기 전면(In door FW1)을 기준으로 소음을 측정하여 그래프화 하였다.도면에서 도 9a, 10a 및 11a는 본 발명에 따른 공기조화기의 냉방, 난방 및 송풍 운전시의 소음 측정치이고, 도 9b, 10b 및 11b는 종래 공기조화기의 냉방, 난방 및 송풍 운전시의 소음 측정치이다.

실험 결과에 의하면, 본 발명의 공기조화기가 종래의 공기조화기에 비하여, 냉방 운전시에는 도 9a 및 9b에 도시된 바와 같이, 약 1.0∼3.0dB 정도의 소음 감소효과가 있는 것으로 나타났으며, 난방 운전시에는 도 10a 및 10b에 도시된 바와 같이, 약 1.0∼2.0dB 정도의 소음 감소효과가 있는 것으로 나타났다. 그리고, 송풍시에는 도 11a 및 11b에서 보는 바와 같이, 약 1.3∼1.6dB 정도의 소음 감소효과가 있는 것으로 나타났다.

한편, 본 발명에 의하면, 송풍팬(12)과 열교환기(13) 사이의 간격이 최소가 되는 영역에서의 공기의 흐름이 원활하게 되어 공기의 와류 현상이 발생하지 않으므로, 열교환기의 열전달 특성이 개선될 수 있으며, 따라서 공기조화기의 공조 효율이 높아진다고 하는 효과도 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고, 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능함은 물론이며, 그와 같은 변형은 청구범위 기재의 범위내에 있게된다.

Claims

실내의 천장에 매립 설치되며, 하면 중앙에는 실내 공기를 흡입하는 흡입구가 형성되고, 이 흡입구의 주변에 열교환된 공기를 토출하는 수개의 토출구가 형성된 본체;

상기 본체의 내부 중앙에 회전 가능하게 설치되어 상기 흡입구를 통하여 흡입되는 공기를 회전축에 대하여 방사상으로 토출하는 송풍팬;

상기 송풍팬에 의하여 방사상으로 토출되는 공기를 열교환시키기 위하여 상기 송풍팬의 주변에 설치된 열교환기; 및

상기 열교환기와 송풍팬 사이의 간격이 변화함에 따른 유로저항을 감소시키기 위하여 상기 열교환기로부터 상기 송풍팬 측으로 돌출되도록 설치되어 공기의 흐름을 분배 조절하는 유로가이드판;을 포함하며,

상기 유로가이드판의 후방에는 상기 열교환기의 냉매관에 끼워 고정될 수 있도록 다수의 고정홈이 형성된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제 1 항에 있어서, 상기 유로가이드판은 상기 송풍팬과 상기 열교환기 사이의 간격이 최소가 되는 지점에 설치됨을 특징으로 하는 공기조화기.
제 1 항에 있어서, 상기 열교환기는 상기 본체의 내면을 따라 신장되는 형태의 장방형으로 형성되며, 상기 유로가이드판은 상기 열교환기와 상기 송풍팬 사이의 간격이 최소가 되는 지점의 상기 열교환기의 4면의 각 중앙부에 송풍팬의 회전축방향을 따라 연장되도록 설치됨을 특징으로 하는 공기조화기.
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제 1 항에 있어서, 상기 유로가이드판은, 상기 열교환기의 높이와 같은 높이로 형성됨을 특징으로 하는 공기조화기.
제 1 항에 있어서, 상기 유로가이드판은 상기 송풍팬과 상기 열교환기 사이의 간격이 좁아지는 영역에서 상기 송풍팬의 회전축을 중심으로 대략 30°의 각도를 이루는 범위내의 임의의 위치에 설치됨을 특징으로 하는 공기조화기.