KR100360258B1 - 공기조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로서, 통형상을 가지며 전면 및 상부중 적어도 어느 하나에 공기를 흡입할 수 있도록 형성된 공기흡입구와, 전면하부 및 저부일 영역에 걸쳐 형성된 공기토출구를 갖는 케이싱과; 상기 케이싱의 내부에 상기 공기흡입구에 인접되게 설치되는 열교환기와; 상기 케이싱의 길이방향을 따라 배치된 회전축을 중심으로 회전가능하도록 상기 케이싱의 내부에 배치되어 공기가 상기 공기흡입구를 통해 유입되고 상기 열교환기를 경유하여 상기 공기토출구로 토출되도록 하는 횡류팬과; 상기 케이싱의 내부에 상기 공기토출구로부터 소정의 경사각을 가지고 연장형성되는 직선구간부와, 상기 직선구간부로부터 상기 횡류팬에 근접되도록 만곡형된 곡선구간부를 가지고 상기 횡류팬에 의해 토출되는 공기의 유동을 안내하는 리어가이드부와; 상기 리어가이드부의 직선구간부에 대해 소정의 경사각을 가지고 상기 공기토출구의 대향측 연부로부터 연장형성되는 직선구간부와, 상기 직선구간부의 말단으로부터 멀어지고 상기 횡류팬에 근접될수록 상기 리어가이드부로부터 멀어지게 만곡된 형상의 곡선구간부를 구비하여 상기 횡류팬에 의해 토출되는 공기의 메인젯이 상기 리어가이드부측으로 인접형성되도록 하는 스테빌라이저부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 풍압의 손실 및 소음발생을 억제시킬 수 있는 공기조화기가 제공된다.

Description

공기조화기{AIR CONDITIONER}

본 발명은, 공기조화기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 풍압의 손실 및 소음발생을 억제시킬 수 있도록 한 공기조화기에 관한 것이다.

공기조화기는 쾌적한 실내환경을 조성할 수 있도록 공기의 온도, 습도, 기류 및 청결도 등을 조절하기 위한 장치로서, 냉동시스템을 구성하는 부품을 단일의 케이스내에 수납되도록 한 일체형과, 압축기 및 실외열교환기를 단일의 케이스내에 수납하여 실외에 배치되도록 하고 실내열교환기 및 송풍팬 등을 단일의 케이스내에 수납하여 실내에 배치되도록 한 분리형으로 대별된다.

도 1은 종래의 공기조화기의 종단면도이고, 도 2는 도 1의 스테빌라이저의 확대도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 공기조화기는, 내부에 수용공간을 형성하며 공기의 흡입 및 토출을 위한 공기흡입구(112) 및 공기토출구(114)가 각각 형성되어 있는 케이싱(111)과, 케이싱(111)의 내부에 회전가능하도록 설치되는 횡류팬(115)과, 횡류팬(115)과 공기흡입구(112)사이에 설치되어 공기가 통과하면서 열교환되는 열교환기(117)와, 공기토출구(114)영역에 설치되어 상하 및 좌우방향으로 풍향을 조절하는 상하베인(119a) 및 좌우베인(119b)을 가진다.

한편, 케이싱(111)의 전후방향을 따라 횡류팬(115)의 후방영역에는 횡류팬(115)에 의해 공기흡입구(112)를 통해 흡입된 공기의 유동을 안내할 수 있도록 리어가이드부(121)가 형성되어 있으며, 리어가이드부(121)는 횡류팬(115)의 중심으로부터 하측 전방을 향할수록 횡류팬(115)으로부터 멀어지도록 만곡된 곡선구간부(122a)와, 곡선구간부(122a)의 말단으로부터 공기토출구(114)의 하부연부까지 소정의 경사각을 가지도록 연장된 직선구간부(122b)로 이루어져 있다.

공기토출구(114)의 상부연부에는 횡류팬(115)을 향하여 연장되어 리어가이드부(121)와 상호 협조적으로 토출되는 공기의 유동을 안내하는 스테빌라이저(131)가 형성되어 있다.

스테빌라이저(131)는 리어가이드부(121)의 직선구간부(122b)에 대해 소정의 경사각을 가지고 배치되도록 형성되는 직선구간부(132a)와, 직선구간부(132a)의 말단에 단일의 곡률을 가지도록 형성된 곡선구간부(132b)로 형성되어 있다.

이러한 구성에 의하여, 횡류팬(115)이 회전하게 되면 케이싱(111)의 공기흡입구(112)를 통해 케이싱(111)의 내부로 공기의 유입이 이루어지고, 유입된 공기는 열교환기(117)를 통과하면서 열교환된다. 열교환된 공기는 리어가이드부(121) 및 스테빌라이저(131)에 의해 유동안내되고, 공기토출구(114)영역에 각각 배치된 상하베인(119a) 및 좌우베인(119b)에 의해 풍향이 조절된다.

도 3은 도 1의 공기조화기의 공기의 토출상태를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 수평축(y) 및 수직축(x)을 갖는 직교좌표계의 원점(0,0)에는 횡류팬(115)이 배치되어 있으며, a11 내지 a17은 각각 횡류팬(115)에 의해 동일한 유동속도를 가지고 공기토출구(114)로 유동하는 기류를 의미한다. 기류의 좌상측 에는 스테빌라이저(131)가 배치되어 있으며, 기류의 우하측에는 도시 않은 리어가이드부가 각각 배치되어 있다. 도시된 바와 같이, 종래의 횡류팬(115)과 스테빌라이저(131) 및 리어가이드부(121)에 의해 유동/토출되는 기류의 메인젯(Main Jet)(135)은 화살표로 도시된 바와같이, 스테빌라이저(131)에 인접되도록 형성되어 있다.

그런데, 이러한 종래의 공기조화기에 있어서는, 횡류팬(115)의 회전시 형성되는 볼텍스(Vortex)를 안정시키는 기능을 수행하는 스테빌라이저(131)의 곡선구간부(132b)는 상대적으로 큰 단일의 곡률(R10)을 가지도록 되어 있어, 볼텍스의 중심이 상대적으로 리어가이드부(121)측으로 치우쳐 형성됨과 동시에 볼텍스로부터 이탈하려는 유동성분의 곡률이 상대적으로 작아지게 되어 토출되는 기류의 메인젯(135)이 공기토출구(114)의 상하방향에 따른 중심의 상측 즉, 스테빌라이저(131)측으로 편중되게 형성되는 특성이 있다.

이러한 종래의 공기조화기에 있어서는, 난방기능수행시의 경우와 같이, 열교환기(117)를 통과하면서 열교환된 공기를 케이싱(111)의 하측으로 토출되도록 하기 위해서는, 상하베인(119a)의 회동각을 크게 하여 스테빌라이저(131)측으로 형성된 메인젯(135)의 방향을 케이싱(111)의 하측으로 전환하여야 하므로, 상대적으로 큰 풍압의 손실이 발생될 뿐만 아니라 유동저항의 증가에 기인하여 소음이 증대되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 풍압의 손실 및 소음발생을 억제시킬 수 있는 공기조화기를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 공기조화기의 종단면도,

도 2는 도 1의 스테빌라이저의 확대도,

도 3은 도 1의 공기조화기의 공기의 토출상태를 개략적으로 도시한 도면,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 종단면도,

도 5는 도 4의 스테빌라이저의 확대도,

도 6은 도 4의 공기조화기의 공기의 토출상태를 개략적으로 도시한 도면,

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기조화기의 스테빌라이저를 도시한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

11 : 케이싱 12 : 공기흡입구

14 : 공기토출구 15 : 횡류팬

17 : 열교환기 19a : 상하베인

19b : 좌우베인 21 : 리어가이드부

31 : 스테빌라이저 32a : 직선구간부

32b : 곡선구간부

상기 목적은, 본 발명에 따라, 통형상을 가지며 전면 및 상부중 적어도 어느 하나에 공기를 흡입할 수 있도록 형성된 공기흡입구와, 전면하부 및 저부일 영역에 걸쳐 형성된 공기토출구를 갖는 케이싱과; 상기 케이싱의 내부에 상기 공기흡입구에 인접되게 설치되는 열교환기와; 상기 케이싱의 길이방향을 따라 배치된 회전축을 중심으로 회전가능하도록 상기 케이싱의 내부에 배치되어 공기가 상기 공기흡입구를 통해 유입되고 상기 열교환기를 경유하여 상기 공기토출구로 토출되도록 하는 횡류팬과; 상기 케이싱의 내부에 상기 공기토출구로부터 소정의 경사각을 가지고 연장형성되는 직선구간부와, 상기 직선구간부로부터 상기 횡류팬에 근접되도록 만곡형된 곡선구간부를 가지고 상기 횡류팬에 의해 토출되는 공기의 유동을 안내하는 리어가이드부와; 상기 리어가이드부의 직선구간부에 대해 소정의 경사각을 가지고 상기 공기토출구의 대향측 연부로부터 연장형성되는 직선구간부와, 상기 직선구간부의 말단으로부터 멀어지고 상기 횡류팬에 근접될수록 상기 리어가이드부로부터 멀어지게 만곡된 형상의 곡선구간부를 구비하여 상기 횡류팬에 의해 토출되는 공기의 메인젯이 상기 리어가이드부측으로 인접형성되도록 하는 스테빌라이저부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기에 의해 달성된다.

여기서, 상기 스테빌라이저의 곡선구간부는, 상호 다른 적어도 두개의 곡률을 가지는 원호가 상호 연속되게 형성되며, 상기 횡류팬측에 형성된 원호의 곡률에 비해 상기 직선구간부측에 형성된 원호의 곡률이 큰 것이 바람직하다.

또한, 상기 스테빌라이저의 곡선구간부는 상기 직선구간부측에 단축이 배치되고 상기 횡류팬측에 장축이 배치되는 타원의 일부 구간형상을 가지도록 구성하는 것이 효과적이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 종단면도이고, 도 5는 도 4의 스테빌라이저의 확대도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 공기조화기도 종래의 공기조화기와 마찬가지로, 공기흡입구(12) 및 공기토출구(14)가 각각 형성되어 있는 케이싱(11)과, 케이싱(11)의 내부에 공기가 통과하면서 열교환될 수 있도록 설치되는 열교환기(17)와, 공기의 흐름방향에 대해 열교환기(17)의 하류측에 케이싱(11)의 길이방향을 따라 회전가능하도록 설치되는 횡류팬(15)을 가진다. 케이싱(11)의 전면 및 상부영역에는 공기흡입구(12)가 각각 형성되어 있으며, 케이싱(11)의 전면 하부영역에는 공기가 토출될 수 있도록 공기토출구(14)가 형성되어 있다.

공기토출구(14)에는 케이싱(11)의 상하방향 및 좌우방향을 따라 각각 회동가능하도록 설치되는 토출되는 공기의 풍향을 조절하는 상하베인(19a) 및 좌우베인(19b)이 각각 설치되어 있다. 횡류팬(15)의 후방 케이싱(11)의 내벽에는 공기의 유동을 안내할 수 있도록 곡선구간부(22a)와 직선구간부(22b)로 된 리어가이드부(21)가 형성되어 있다.

한편, 공기토출구(14)의 상부영역에는 횡류팬(15)에 의해 형성된 볼텍스를 안정시키는 기능을 수행하는 스테빌라이저(31)가 형성되어 있다. 스테빌라이저(31)는, 리어가이드부(21)의 직선구간부(22b)에 대해 소정의 경사각을 가지도록 배치된 직선구간부(32a)와, 직선구간부(32a)로부터 횡류팬(15)측을 향할수록 리어가이드부(21)로부터 멀어지는 방향으로 만곡되게 형성된 곡선구간부(32b)를 가진다.

여기서, 곡선구간부(32b)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 타원의 일부 구간형상을 가지도록 형성되어 있다. 곡선구간부(32b)는, 직선구간부(32a)와 평행하게 타원의 장축이 배치되도록 하고 단축이 직선구간부(32a)의 말단의 한 점을 통과하도록 한다음 타원의 장축을 지나 다시 횡류팬(15)에 대해 멀어지는 소정 길이 구간까지를 취한 형상을 이루고 있다.

이와 같이 형성된 곡선구간부(32b)는, 점선으로 도시된 종래의 스테빌라이저(131)에 비해, a영역이 상대적으로 리어가이드부(21)로부터 멀어지도록 형성되어 있으며, 스태그네이션 포인트(Stagnation Point)가 형성되는 b영역의 곡률이 종래의 스테빌라이저(131)의 곡률에 비해 상대적으로 작아지게 되어 볼텍스의 중심이 종래의 스테빌라이저(131)에 의해 형성되는 볼텍스의 중심에 비해 상대적으로 횡류팬(15)의 중심측에 인접되도록 형성된다.

도 6은 도 4의 공기조화기의 공기의 토출상태를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, a21 내지 a27은 각각 상호 동일한 유동속도를 가지는 기류를 의미하고, 수직좌표계의 원점(0,0)에는 횡류팬(15)이 배치되어 있다. 기류의 좌상측에는 스테빌라이저(31)가 설치되어 있으며, 우측영역에는 도시 않은 리어가이드부가 배치되어 있다.

횡류팬(15) 및 리어가이드부(21)에 의해 발산되는 기류의 메인젯(35)은, 화살표로 도시된 바와 같이, 스테빌라이저(31)로부터 우하측으로 이격되고 종래의 메인젯에 비해 상대적으로 리어가이드부(21)에 근접되게 형성되어 있다.

이러한 구성에 의하여, 구동전원이 인가되어 횡류팬(15)이 회전하게 되면,케이싱(11)의 전면 및 상부영역에 각각 형성된 공기흡입구(12)를 통해 실내의 공기가 케이싱(11)의 내부로 유입된다. 유입된 공기는 열교환기(17)를 통과하면서 열교환되고, 리어가이드부(21) 및 스테빌라이저(31)에 의해 유동안내되어 공기토출구(14)를 통해 실내로 제공된다.

이 때, 토출되는 기류의 메인젯(35)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 스태그네이션 포인트가 형성되는 b영역의 곡률이 종래에 비해 상대적으로 작고, a영역이 종래에 비해 리어가이드부(21)로부터 이격되도록 형성되어 있어, 볼텍스의 중심이 종래에 비해, 상대적으로 횡류팬(15)의 중심측 으로 이동함으로써 볼텍스를 이탈하려는 공기의 유동 반경이 증가하게 된다. 이에 따라, 토출되는 기류의 메인젯(35)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 스테빌라이저(31)로부터 이격되어 리어가이드(21)측에 인접되도록 형성된다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기조화기의 스테빌라이저를 도시한 도면이다. 전술한 실시예와 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하며, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 도시된 바와 같이, 본 실시예의 스테빌라이저(41)는 리어가이드부(21)의 직선구간부(22b)와 소정의 경사각을 가지고 공기토출구(14)의 상부연부로부터 연장되는 직선구간부(42)와, 횡류팬(15)측을 향할수록 리어가이드부(21)로부터 이격되게 만곡되도록 형성되는 곡선구간부(44)를 가진다. 여기서, 곡선구간부(44)는, 상호 다른 곡률(R21~R24)을 가지는 복수의 호형상의 제1 내지 제4구간부(45a~45d)를 연결하여 형성되어 있다.

곡선구간부(44)를 형성하는 방법은, 먼저 직선구간부(42)의 말단에 접하도록소정의 반경(R21)을 가지는 원으로부터 호형상의 제1구간부(45a)를 형성하고, 제1구간부(45a)의 말단에 내접하도록 축소된 반경(R22)을 가지는 내접원으로부터 축소된 곡률을 가지는 호형상의 제2구간부(45b)를 형성한다. 다음, 동일한 방법으로 축소된 반경(R23,R24)을 각각 가지는 내접원으로부터 제3구간부(45c) 및 제4구간부(45d)를 각각 형성되도록 한다.

도 7과 관련하여 전술한 실시예에서는, 직선구간부의 말단영역으로부터 횡류팬에 접근할수록 곡률이 소정 폭으로 작아지도록 제1 내지 제4구간부를 가지지도록 스테빌라이저의 곡선구간부를 형성한 경우를 예를 들어 설명하고 있지만, 직선구간부의 말단영역에 제1구간부를 횡류팬의 근접영역까지 연장되도록 형성하고 제1구간부의 말단영역에 내접되는 제4구간부만으로 스테빌라이저의 곡선구간부를 형성할 수도 있으며, 곡률의 감소폭 작게 하여 더 많은 호형상의 구간부를 가지도록 구성할 수 있음은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 횡류팬에 의해 형성되는 볼텍스로부터 이탈되는 유동의 반경이 커지도록 스테빌라이저를 형성하여 토출되는 기류의 메인젯이 스테빌라이저로부터 이격되어 리어가이드부에 인접되도록 형성함으로써, 풍압의 손실 및 소음 발생을 억제시킬 수 있는 공기조화기가 제공된다.

Claims (3)

1. 통형상을 가지며 전면 및 상부중 적어도 어느 하나에 공기를 흡입할 수 있도록 형성된 공기흡입구와, 전면하부 및 저부일 영역에 걸쳐 형성된 공기토출구를 갖는 케이싱과; 상기 케이싱의 내부에 상기 공기흡입구에 인접되게 설치되는 열교환기와; 상기 케이싱의 길이방향을 따라 배치된 회전축을 중심으로 회전가능하도록 상기 케이싱의 내부에 배치되어 공기가 상기 공기흡입구를 통해 유입되고 상기 열교환기를 경유하여 상기 공기토출구로 토출되도록 하는 횡류팬과; 상기 케이싱의 내부에 상기 공기토출구로부터 소정의 경사각을 가지고 연장형성되는 직선구간부와, 상기 직선구간부로부터 상기 횡류팬에 근접되도록 만곡형된 곡선구간부를 가지고 상기 횡류팬에 의해 토출되는 공기의 유동을 안내하는 리어가이드부와; 상기 리어가이드부의 직선구간부에 대해 소정의 경사각을 가지고 상기 공기토출구의 대향측 연부로부터 연장형성되는 직선구간부와, 상기 직선구간부의 말단으로부터 멀어지고 상기 횡류팬에 근접될수록 상기 리어가이드부로부터 멀어지게 만곡된 형상의 곡선구간부를 구비하여 상기 횡류팬에 의해 토출되는 공기의 메인젯이 상기 리어가이드부측으로 인접형성되도록 하는 스테빌라이저부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 스테빌라이저의 곡선구간부는, 상호 다른 적어도 두개의 곡률을 가지는 원호가 상호 연속되게 형성되며, 상기 횡류팬측에 형성된 원호의 곡률에 비해 상기 직선구간부측에 형성된 원호의 곡률이 큰 것을 특징으로 하는 공기조화기.
3. 제1항에 있어서,

   상기 스테빌라이저의 곡선구간부는 상기 직선구간부측에 단축이 배치되고 상기 횡류팬측에 장축이 배치되는 타원의 일부 구간형상을 가지는 것을 특징으로 하는 공기조화기.