KR100351811B1 - device for causing constant flow speed trough heat exchanger - Google Patents
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Abstract
본 발명은 실외팬으로부터 발생된 냉각유체가 실외 열교환기로 유입될 때 냉각유체의 유속이 균일화 되도록 한 열교환기 통과유속 균일화 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heat exchanger through-flow uniformity device for uniformizing the flow rate of the cooling fluid when the cooling fluid generated from the outdoor fan flows into the outdoor heat exchanger.
이를 위한 본 발명은 실외팬과 실외 열교환기 사이에 유속조절수단을 설치하여, 실외팬으로부터 발생된 냉각유체를 상기 유속조절수단에 의해 균일한 유속으로 교정하여 실외 열교환기를 통하도록 한 것이다.The present invention for this purpose is to install a flow rate control means between the outdoor fan and the outdoor heat exchanger, to correct the cooling fluid generated from the outdoor fan to a uniform flow rate by the flow rate control means to pass through the outdoor heat exchanger.
Description
본 발명은 일체형 공기조화기의 열교환기를 통하는 공기의 유속을 균일화 하기 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for equalizing the flow rate of air through a heat exchanger of an integrated air conditioner.
일반적으로 공기조화기는 실내의 공기를 반복된 열교환에 의해 저온화 또는 고온화시키는 기기를 총칭하는 것으로서, 이러한 공기조화기는 실내·외기가 일체로 된 일명 창문형이라 불리는 일체형과, 최근 보급이 확산되어 있는 실내·외기가 분리된 분리형으로 대별된다.In general, an air conditioner is a general term for a device that lowers or increases the temperature of indoor air by repeated heat exchange. The air conditioner is an integrated type called a window type in which the indoor and outdoor air are integrated, and a room where the recent spread of air conditioners has spread. · It is roughly classified into a separate type in which the outside air is separated.
이러한 공기조화기는 공통적으로 냉매를 압축 - 응축 - 팽창 - 증발시키는 반복된 사이클에 의해 실내를 냉방 또는 난방을 수행하게 된다.Such air conditioners commonly perform cooling or heating of a room by repeated cycles of compressing, condensing, expanding and evaporating refrigerant.
특히, 일체형 공기조화기는 도 1에 도시된 바와 같이 전면에 공기 흡입구(1a)와 냉기 토출구(1b)를 함께 가진 외체(1)와, 상기 외체 내부의 전방에 설치되어 흡열작용을 하는 실내 열교환기(3)와, 상기 실내 열교환기의 후방에 설치되어 실내공기를 흡입함과 함께 열교환된 냉기를 외체(1) 외부로 배출시켜주는 실내팬(5)을 갖추고 있다.In particular, the integrated air conditioner has an outer body 1 having an air inlet 1a and a cold air outlet 1b on the front side as shown in FIG. 1, and an indoor heat exchanger installed in front of the inside of the outer body for endothermic action. (3) and an indoor fan (5) installed at the rear of the indoor heat exchanger to suck the indoor air and discharge the heat-exchanged cold air to the outside of the outer body (1).
그리고, 상기 외체(1) 내부의 후방에는 방열작용을 하는 실외 열교환기(7)와, 상기 실외 열교환기의 전방에 설치되어 실외 열교환기를 강제 냉각시켜주는 실외팬(9)과, 냉매를 고온·고압으로 압축하여 주는 압축기(11)를 포함하여 구성된다.In the rear of the outer body 1, an outdoor heat exchanger 7 that radiates heat, an outdoor fan 9 installed in front of the outdoor heat exchanger to forcibly cool the outdoor heat exchanger, and a coolant It is configured to include a compressor (11) for compressing at a high pressure.
이러한 구성의 일체형 공기조화기는 냉방시 실내팬(5)의 회전력에 의해 외체(1)의 전방에 구비된 공기 흡입구(1a)를 통해 유입되고, 유입된 냉매는 실내 열교환기(3)를 통하면서 저온으로 열교환되어 외체(1)의 전방에 구비된 냉기 토출구(1b)를 통해 실내로 환원됨을 반복하면서 실내를 냉방시키게 된다.The integrated air conditioner of such a configuration is introduced through the air inlet 1a provided in front of the outer body 1 by the rotational force of the indoor fan 5 during cooling, and the introduced refrigerant passes through the indoor heat exchanger 3. It heat-exchanges to low temperature and cools the room repeatedly while repeating the reduction to the room through the cold air discharge port 1b provided in front of the outer body 1.
이와 함께 상기 외체(1) 내의 후방측에 설치된 실외팬(9)은 회전을 통해 발생된 바람을 실외 열교환기(7)를 향해 불어줌에 따라 실외 열교환기를 강제 냉각시키게 된다.In addition, the outdoor fan 9 installed on the rear side of the outer body 1 forcibly cools the outdoor heat exchanger as the wind generated through the rotation blows toward the outdoor heat exchanger 7.
이 때, 상기 실외팬(9)은 유체가 날개차에 대하여 축방향에서 흘러들고 축방향으로 흘러나가는 축류팬이 사용되고 있는데, 이러한 축류팬은 통상 중앙부위 보다는 외곽부위에서의 유속이 더 빠르게 나타나게 된다.At this time, the outdoor fan (9) is used in the axial flow fan in which the fluid flows in the axial direction and the axial direction with respect to the van, the axial flow fan is usually the flow rate at the outer portion than the central portion appears faster .
따라서, 도 2의 화살표 부분에서와 같이 실외팬(9)과 마주하고 있는 실외 열교환기(7)를 통과하는 냉각유체(f)의 속도도 중앙부위에서는 느리고 그 주변부에서는 빠른, 유속의 불균형 현상이 나타나게 된다.Therefore, as shown by the arrow in FIG. 2, the velocity of the cooling fluid f passing through the outdoor heat exchanger 7 facing the outdoor fan 9 is also slow at the center portion and fast at the periphery thereof. Will appear.
이는 실외 열교환기(7)에서 유속이 빠른 가장자리 부위는 방열효과가 큰 반면, 유속이 느린 중앙 부위는 상대적으로 방열효과가 떨어지는 불균형 방열이 이루어져 전체적으로 방열효율이 저하되는 요인으로 작용되고 있었다.In the outdoor heat exchanger (7), the edge portion having a high flow rate has a large heat dissipation effect, while the central portion having a slow flow rate has a relatively low heat dissipation effect, resulting in an unbalanced heat dissipation effect.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 실외 열교환기를 통하는 유속을 균일화하여 열교환기의 방열효율을 배가시킬 수 있는 열교환기 통과유속 균일화 장치를 제공하는데 그 목적을 두고 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to provide a heat exchanger through-flow uniformity device that can double the heat dissipation efficiency of the heat exchanger by equalizing the flow through the outdoor heat exchanger.
도 1은 일반적인 일체형 공기조화기의 횡단면도1 is a cross-sectional view of a typical integrated air conditioner
도 2는 종래 실외팬에서의 유속분포를 나타낸 도면2 is a view showing a flow rate distribution in a conventional outdoor fan
도 3은 본 발명에 따른 유속조절수단이 설치된 일체형 공기조화기의 횡단면도3 is a cross-sectional view of an integrated air conditioner installed with a flow rate adjusting means according to the present invention;
도 4a는 본 발명에 따른 유속조절수단을 나타낸 사시도Figure 4a is a perspective view showing a flow rate adjusting means according to the present invention
도 4b는 도 4a를 A방향에서 본 도면4B is a view of FIG. 4A viewed in the A direction;
도 5는 본 발명에 따른 유속조절수단에 의한 유속분포도5 is a flow rate distribution diagram by the flow rate adjusting means according to the present invention
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
7 : 실외 열교환기 9 : 실외팬7: outdoor heat exchanger 9: outdoor fan
9a : 허브 20 : 작은 원형띠9a: hub 20: small round band
21 :큰 원형띠 22 : 안내깃21: large circular band 22: guide feather
L : 안내깃의 직선길이 DP : 안내깃의 가장 깊은 함몰점L: Straight length of guide vane DP: Deepest depression point of guide vane
D : 안내깃의 함몰깊이 Φ1: 안내깃의 외경D: Depth of guide vane Φ 1 : Outer diameter of guide vane
Φ2: 실외팬의 외경 Φ3: 작은 원형띠의 외경Φ 2 : outside diameter of outdoor fan Φ 3 : outside diameter of small round band
Φ4: 허브의 외경Φ 4 : outer diameter of hub
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면;According to an aspect of the present invention for achieving the above object;
실외팬과 실외 열교환기 사이에 유속조절수단을 설치하여, 실외팬으로부터 발생된 불균일한 유속의 냉각유체를 상기 유속조절수단에 의해 전체적으로 균일한 유속으로 교정하여 실외 열교환기를 통하도록 한 것을 특징으로 하는 열교환기 통과유속 균일화 장치가 제공된다.A flow rate adjusting means is installed between the outdoor fan and the outdoor heat exchanger, and the non-uniform flow rate cooling fluid generated from the outdoor fan is corrected by the flow rate adjusting means as a general uniform flow rate so as to pass through the outdoor heat exchanger. An apparatus for equalizing the flow rate through a heat exchanger is provided.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도 3 내지 도 5를 통해 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 5.
첨부된 도 3에 의하면, 본 발명은 실외 열교환기(7)와 실외팬(9) 사이에 실외팬으로부터 발생된 냉각유체가 실외 열교환기(7)에 대해 균일한 유속으로 통과되도록 안내하는 유속조절수단을 설치한 것이다.According to the accompanying FIG. 3, the present invention provides a flow rate control for guiding cooling fluid generated from the outdoor fan between the outdoor heat exchanger 7 and the outdoor fan 9 at a uniform flow rate with respect to the outdoor heat exchanger 7. The means were installed.
상기 유속조절수단은 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 실외팬(9)과 동일축선상에 위치하며, 중앙에 실외팬(9)의 허브(9a)와 유사한 외경을 가진 작은 원형띠(20)와, 상기 작은 원형띠와 동심(同心)을 이루며 상기 실외팬(9)의 외경과 유사한 외경을 가진 큰 원형띠(21)와, 상기 작은 원형띠(20)와 큰 원형띠(21) 사이에 위치하며 양 단부가 작은 원형띠와 큰 원형띠에 일체화 된 원호형상의 안내깃(22)으로 구성된다.The flow rate adjusting means is located on the same axis as the outdoor fan 9, as shown in Figures 4a and 4b, the small circular strip 20 having an outer diameter similar to the hub (9a) of the outdoor fan (9) in the center ), A large circular band 21 concentric with the small circular band and having an outer diameter similar to the outer diameter of the outdoor fan 9, between the small circular band 20 and the large circular band 21. Located at both ends is composed of a circular circular guide blade 22 is integrated into a small circular band and a large circular band.
이 때, 상기 안내깃(22)은 도 4a에서와 같이 실외 열교환기(7)를 향하는 냉각유체가 전체적으로 일정한 유속을 가지도록 안내하는 역할을 하며, 효과적인 안내를 위해서는 적어도 하나 이상의 개수를 가져야 한다.In this case, the guide feather 22 serves to guide the cooling fluid toward the outdoor heat exchanger 7 to have a constant flow rate as a whole, as shown in FIG. 4A, and should have at least one number for effective guidance.
보다 바람직 하기로는 안내깃(22)이 3 ~ 6개 정도의 개수를 가질 때, 냉각유체의 균일화 효율을 가장 높일 수 있는데, 만약 안내깃(22)의 개수가 이보다 적으면 안내효율이 떨어지고, 이보다 많으면 냉각유체가 외곽부분에 비해 중앙부위로 더 많이 몰리는 역전현상이 발생하게 되므로 상기 범위내에서 안내깃(22)의 개수를 결정해야 한다.More preferably, when the guide vanes 22 have a number of about 3 to 6, the uniformity efficiency of the cooling fluid can be increased most. If the number of the guide vanes 22 is smaller than this, the guide efficiency is lowered. If it is large, the reversal phenomenon that the cooling fluid is driven to the central portion more than the outer portion occurs, so the number of guide feathers 22 must be determined within the above range.
또한, 상기 원호 형상의 각 안내깃(22)은 첫째, 그 직선길이(L)와 함몰된 깊이(D)와의 비가 1 : 0.1~0.3 이고, 둘째 안내깃(22)의 직선길이(L)와 가장 깊은 함몰점(DP)으로부터 작은 원형띠(21) 까지의 길이와의 비가 1 : 0.2~0.5가 되는 조건을 만족해야 한다(도 4b참조).In addition, each of the guide blades 22 of the arc shape is first, the ratio of the linear length (L) and the depth (D) recessed 1: 1: 0.1 ~ 0.3, the second and the linear length (L) of the guide feather (22) The ratio of the length from the deepest depression point DP to the small circular band 21 should be satisfied with a condition of 1: 0.2 to 0.5 (see FIG. 4B).
상기 첫번째 조건에서 안내깃(22)의 직선길이(L) 1에 대한 함몰깊이(D)의 비가 0.1이하가 되면 안내깃이 거의 직선형태를 띠게 되므로 냉각유체를 안내깃(22)의 중심부로 안내할 수 없거나 유도되더라도 그 효과가 미미하게 된다.In the first condition, when the ratio of the depression depth D to the straight length L 1 of the guide vane 22 becomes less than 0.1, the guide vane becomes almost straight, thus guiding the cooling fluid to the center of the guide vane 22. If you can't or won't be, the effect is minimal.
반대로, 안내깃(22)의 직선길이(L) 1에 대한 함몰깊이(D)의 비가 0.3 이상이 되면 안내깃(22)의 곡률이 커지게 되므로 안내깃의 외측단부에서 안내되던 냉각유체가 안내깃의 내단부에서 바깥쪽으로 회귀되는 현상이 발생하므로 이 역시 냉각유체를 중앙으로 유도하기 위한 형태로는 부적절하다.On the contrary, when the ratio of the depression depth D to the straight length L 1 of the guide blade 22 becomes 0.3 or more, the curvature of the guide blade 22 becomes large, so that the cooling fluid guided from the outer end of the guide blade is guided. Since the phenomenon of returning outward from the inner end of the feather occurs, this is also inappropriate as a form for guiding the cooling fluid to the center.
그리고 상기 두번째 조건에서 안내깃(22)의 직선길이(L) 1에 대한 안내깃(22)의 가장 깊은 함몰점(DP)으로부터 작은 원형띠(21) 까지의 길이의 비가0.2 이하가 되면, 안내깃(22)의 가장 깊은 함몰점(DP)이 안내깃(22)의 내단부에 근접하게 되므로 냉각유체가 유속조절수단의 중앙부로 편중되는 문제점이 발생되며, 상대적으로 중앙부 외의 다른 부분으로의 냉각유체 유도량은 줄어들게 된다.In the second condition, when the ratio of the length from the deepest depression point DP of the guide blade 22 to the small circular band 21 to the straight length L 1 of the guide blade 22 becomes 0.2 or less, the guide is performed. Since the deepest point of depression DP of the feather 22 is close to the inner end of the guide blade 22, a problem arises in that the cooling fluid is biased toward the center of the flow rate adjusting means, and cooling to other parts other than the center is relatively relatively performed. The fluid induction amount is reduced.
반대로, 안내깃(22)의 직선길이(L) 1에 대한 안내깃(22)의 가장 깊은 함몰점(DP)으로부터 작은 원형띠(21) 까지의 길이의 비가 0.5 이상이 되면, 안내깃(22)의 가장 깊는 함몰점(DP)이 안내깃(22) 외단부에 근접되므로 냉각유체가 유속조절수단의 외측으로 편중되는 문제점으로 상대적으로 중앙부쪽으로의 냉각유체 유도량이 상대적으로 줄어들게 된다.On the contrary, when the ratio of the length from the deepest depression point DP of the guide feather 22 to the small circular band 21 to the linear length L 1 of the guide feather 22 is 0.5 or more, the guide feather 22 Since the deepest point of depression DP is close to the outer end of the guide blade 22, the cooling fluid is relatively biased to the outside of the flow rate control means, and thus the amount of cooling fluid induction toward the central portion is relatively reduced.
또한, 상기 안내깃의 외경(Φ1)과 실외팬의 외경(Φ2)과의 비는 1 : 0.8~1.2 이고, 안내깃의 작은 원형띠(21)의 외경(Φ3)과 실외팬의 허브(9a)의 외경(Φ4)과의 비도 1 : 0.8~1.2 로 하여, 실외팬(9)과 유속조절수단이 크기적으로 큰 차이가 발생하지 않는 조건을 만족해야 한다.Further, the guide vane outer diameter (Φ 1) and the ratio of the outer diameter (Φ 2) of the outdoor fan is one of: the outer diameter (Φ 3) and the outdoor fan in a 0.8 to 1.2, guide small ring-shaped zone 21 of the collar The ratio between the outer diameter Φ 4 of the hub 9a is set to 1: 0.8 to 1.2, and the outdoor fan 9 and the flow rate adjusting means must satisfy the condition that no large difference occurs in size.
왜냐하면, 안내깃의 외경(Φ1)에 비해 실외팬의 외경(Φ2)이 월등히 작으면, 냉각유체(f)의 균일유속을 이루는데는 문제가 없지만 안내깃의 크기가 불필요하게 커지는 문제점이 발생되며, 반대로 안내깃 외경(Φ1)에 비해 실외팬의 외경(Φ2)이 월등히 크면 실외팬(9)으로부터 불어나오는 냉각유체(f)를 안내깃(22)에 의해 전량 안내할 수 없는 문제점이 발생되기 때문이다.If the outer diameter Φ 2 of the outdoor fan is significantly smaller than the outer diameter Φ 1 of the guide vane, there is no problem in achieving a uniform flow rate of the cooling fluid f, but the size of the guide vane becomes unnecessarily large. On the contrary, if the outer diameter (Φ 2 ) of the outdoor fan is significantly larger than the outer diameter (Φ 1 ) of the guide feather, it is not possible to guide the entire amount of the cooling fluid (f) blown from the outdoor fan (9) by the guide blade (22). This is because it occurs.
또한, 상기 실외팬의 허브(9a)의 외경(Φ4)에 비해 안내깃(22)의 작은 원형띠(21)의 외경(Φ3)이 월등히 작으면, 실외 열교환기(7)의 가장자리에 비해 중앙부의 유속이 증가되는 유속의 불균형이 발생되고, 반대로 상기 실외팬의 허브(9a)의 외경(Φ4)에 비해 작은 원형띠(21)의 외경(Φ3)이 월등히 크면, 실외 열교환기(7)의 중앙부 에서의 냉각유체(f)의 유속이 주변부 보다 작아지는 문제점도 발생된다.Further, if the outer diameter (Φ 3) of a small ring-shaped zone 21 of the guide vane 22 relative to the outer diameter (Φ 4) of the hub (9a) of the outdoor fan significantly less, at the edge of the outdoor heat exchanger (7) than the variation in the flow rate is the flow rate of the center portion is increased and generated, on the contrary the outer diameter (Φ 3) of a small ring-shaped zone (21) than the diameter (Φ 4) of the hub (9a) of the outdoor fan is considerably large, the outdoor heat exchanger The problem also arises that the flow velocity of the cooling fluid f in the center part of (7) becomes smaller than the peripheral part.
이상과 같은 구성을 가진 본 발명은 도 5 에서와 같이 실외팬(9)의 회전에 의해 발생된 냉각유체(f)가 실외 열교환기(7)를 향할 때, 그 유동경로상에 위치한 유속조절수단의 안내깃(22)에 의해 그 외측과 내측으로 양분되면서 냉각유체(f)의 유속을 균일화 하여주게 된다.According to the present invention having the above configuration, as shown in FIG. 5, when the cooling fluid f generated by the rotation of the outdoor fan 9 faces the outdoor heat exchanger 7, the flow rate adjusting means located on the flow path thereof. The guide feather 22 is divided into the outer and the inner side while equalizing the flow velocity of the cooling fluid (f).
상술한 바 있듯이, 상기 안내깃(22)은 원호형상으로 되어 일면은 함몰면(22a)이, 다른 일면에는 돌출면(22b)이 형성되어 있다.As described above, the guide feather 22 has an arc shape, and one surface has a recessed surface 22a, and the other surface has a projecting surface 22b.
따라서, 냉각유체(f)가 안내깃(22)을 통할 때, 안내깃의 외측 끝단부에서 양분되어 냉각유체의 일부는 외측으로 안내되고, 나머지 냉각유체는 함몰면(22a)을 타고 중앙부(작은 원형띠 방향)로 유도됨에 따라 안내깃(22)을 통과한 후의 냉각유체(f)는 전체적으로 균일한 유속을 가지게 된다.Therefore, when the cooling fluid f passes through the guide vane 22, the cooling fluid f is bisected at the outer end of the guide vane, a part of the cooling fluid is guided outward, and the remaining cooling fluid rides on the recessed surface 22a to form a central portion (small Cooling fluid (f) after passing through the guide vane 22 as being guided in a circular band direction has a uniform flow rate as a whole.
이렇게 유속이 균일화 된 냉각유체(f)는 실외 열교환기(7)의 전부분에 걸쳐 고르게 통과하게 되므로 실외 열교환기(7)의 방열효과를 높일 수 있게 된다.Since the cooling fluid f having a uniform flow rate passes evenly over the entire portion of the outdoor heat exchanger 7, the heat dissipation effect of the outdoor heat exchanger 7 can be enhanced.
이상과 같은 본 발명은 실외팬에서 발생되는 불균일한 냉각유체의 유속을 균일화 하여 실외 열교환기를 통하게 함에 따라 실외 열교환기의 방열효과를 높일 수있다.The present invention as described above can increase the heat dissipation effect of the outdoor heat exchanger by making the flow rate of the non-uniform cooling fluid generated in the outdoor fan to pass through the outdoor heat exchanger.
또한, 상기 실외 열교환기의 방열효율 향상은 냉방사이클의 효율향상과 직결되므로, 동일용량의 다른 공기조화기에 비해 본 발명 공기조화기의 냉방효율을 보다 향상시킬 수 있는 효과를 거두게 된다.In addition, since the heat radiation efficiency improvement of the outdoor heat exchanger is directly connected to the efficiency improvement of the cooling cycle, the air conditioner of the present invention is more effective than the other air conditioners having the same capacity.
Claims (4)
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| WO2021218292A1 (en) * | 2020-05-25 | 2021-11-04 | 青岛海尔空调器有限总公司 | Centrifugal fan and window air conditioner with same |
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1999
- 1999-12-15 KR KR1019990058005A patent/KR100351811B1/en not_active IP Right Cessation
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|---|---|---|---|---|
| WO2021218292A1 (en) * | 2020-05-25 | 2021-11-04 | 青岛海尔空调器有限总公司 | Centrifugal fan and window air conditioner with same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20100723 Year of fee payment: 9 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |