KR100534475B1 - 이동형 공기조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉매를 고온/고압의 가스로 변환하는 압축기와, 고온/고압의 가스를 액화하는 응축기와, 열교환이 용이하도록 저온 저압으로 냉매를 분무상태로 팽창시키고 냉매의 팽창정도를 조절하는 팽창밸브와, 팬에 의해 유입되는 외기와 내재된 배관상의 차가운 냉매를 서로 열교환하여 냉기를 생성하는 열교환기로 이루어지는 냉각 사이클을 포함하는 이동형 공기조화기로서, 상기 열교환기에서 생성된 응축수를 응축수배관을 통해 제공받아 포집하는 응축수탱크; 상기 응축수탱크로부터 응축수를 제공받아 상기 응축기에 분사하는 분사부; 및 상기 분사부에서 분사된 후 상기 응축기와 열교환된 폐수를 상기 응축수탱크로 유입시키는 폐수배관를 포함하며, 상기 냉각 사이클은 상기 응축기에서 배출된 냉매 중 일부를 공급받아 팽창시키는 서브 팽창밸브와, 상기 서브 팽창밸브로부터 냉매를 제공받아 표면에 얼음을 생성하여 상기 응축기에서 발생되는 열을 냉각시키는 서브 열교환기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이동형 공기조화기{Portable air conditioner}

본 발명은 이동형 공기조화기에 관한 것이다.

일반적으로, 이동형 공기조화기는 사용자가 원하는 장소로 용이하게 이동하여 사용할 수 있도록 된 비교적 소형의 공기조화기로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 응축과정을 수행하는 실외기와 증발과정을 수행하는 실내기가 하나의 하우징(1) 내에 적절히 구성되고, 상기 하우징(1)의 하부에는 공기조화기의 이동을 용이하게 하기 위해 각 모서리 부위에 캐스터(caster; 2)가 장착된다.

또한, 하우징(1)의 일측부에는 실외기에서 열교환된 뜨거운 공기를 실외로 배출하기 위한 공기배출관(4)이 연결된다.

상기 하우징(1) 내의 구성요소들은 도 2에 도시된 바와 같다.

도 2에 도시된 바와 같이, 이동형 공기 조화기는 압축기(compressor; 10), 응축기(condenser; 11), 팽창밸브(expansion valve; 12) 및 열교환기(evaporator; 13) 등으로 구성된다.

여기서, 상기 압축기(10)에서 배출되는 냉매는 응축기(11), 팽창밸브(12), 열교환기(13)를 거쳐 다시 압축기(10)로 유입되는 순환구조를 가지며, 상기 구성요소들은 서로 배관으로 연결되어 있다.

구체적으로, 압축기(10)는 냉매를 고온 고압의 가스로 변환하는 장치이고, 응축기(11)는 고온고압의 가스를 액화하는 장치이며, 팽창밸브(12)는 열교환이 용이하도록 저온 저압으로 냉매를 분무상태로 팽창시킴과 아울러, 그 냉매의 팽창정도를 조절하는 장치이고, 열교환기(13)는 팬(14)에 의해 유입되는 외기와 내재된 배관상의 차가운 냉매를 서로 열교환하여 냉기를 생성하는 장치이다.

아울러, 상기 열교환기(13)의 하부에는 응축수를 받는 물받이(15)가 구비되고, 이 물받이(15)에 포집된 응축수를 저장하도록 물탱크(16)가 구비된다. 미설명된 도면부호 17은 응축기 팬이다.

하지만, 종래에는 응축기에서 발생되는 고열로 인해 냉방효율이 크게 저하되는 단점이 있었지만, 이를 해결할 수 있는 별도의 수단이 없는 문제점이 있었다.

또한, 냉기를 실내로 배출하는 와중에도 연도(沿道; 도 1의 도면부호 4참조)를 통해 응축기에서 발생되는 고열을 지속적으로 실내로 방출시키므로 인해 실내의 온도가 상승되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 응축수를 재활용하여 응축기의 고열을 감소시키므로서 냉방효율을 크게 상승시키고, 응축기에서 발생되는 고열로 인해 실내의 온도가 상승되지 않는 이동형 공기조화기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 냉매를 고온/고압의 가스로 변환하는 압축기와, 고온/고압의 가스를 액화하는 응축기와, 열교환이 용이하도록 저온 저압으로 냉매를 분무상태로 팽창시키고 냉매의 팽창정도를 조절하는 팽창밸브와, 팬에 의해 유입되는 외기와 내재된 배관상의 차가운 냉매를 서로 열교환하여 냉기를 생성하는 열교환기로 이루어지는 냉각 사이클을 포함하는 이동형 공기조화기로서, 상기 열교환기에서 생성된 응축수를 응축수배관을 통해 제공받아 포집하는 응축수탱크; 상기 응축수탱크로부터 응축수를 제공받아 상기 응축기에 분사하는 분사부; 및 상기 분사부에서 분사된 후 상기 응축기와 열교환된 폐수를 상기 응축수탱크로 유입시키는 폐수배관를 포함하며, 상기 냉각 사이클은 상기 응축기에서 배출된 냉매 중 일부를 공급받아 팽창시키는 서브 팽창밸브와, 상기 서브 팽창밸브로부터 냉매를 제공받아 표면에 얼음을 생성하여 상기 응축기에서 발생되는 열을 냉각시키는 서브 열교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동형 공기조화기를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 이동형 공기조화기의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 이동형 공기조화기의 구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이동형 공기조화기는 응축수탱크(60), 분사부(150) 및 폐수배관(120)을 포함하고, 냉매를 고온 고압의 가스로 변환하는 압축기(20)와, 고온고압의 가스를 액화하는 응축기(30)와, 열교환이 용이하도록 저온 저압으로 냉매를 분무상태로 팽창시킴과 아울러, 그 냉매의 팽창정도를 조절하는 팽창밸브(40)와, 팬(51)에 의해 유입되는 외기와 내재된 배관상의 차가운 냉매를 서로 열교환하여 냉기를 생성하는 열교환기(50)로 이루어지는 냉각 사이클에서 서브 팽창밸브(180)와 서브 열교환기(190)를 포함한다.

먼저, 응축수탱크(60)는 열교환기(50)에서 생성된 응축수를 응축수배관(110)을 통해 제공받아 포집한다.

실시예에서, 열교환기(50)의 일측에는 외기를 유입하고 상기 열교환기(50)와 열교환된 냉기를 배출하는 열교환기 팬(51)이 구비되고, 열교환기(50)의 하부에는 응축수받이(80)가 구비된다. 이 응축수받이(80)는 응축수배관(110)에 의해 상기 응축수탱크(60)와 연결된다.

상기 분사부(150)는 응축수탱크(60)로부터 응축수를 제공받아 응축기(30)에 분사한다. 이 분사부(150)는 응축기(30)의 길이방향을 따라 직선왕복 운동하면서 응축수를 분사한다, 이 때, 응축기(30)는 종래와 같이 세워진 상태가 아니라 가로로 뉘어진 상태로 위치한다.

상기 분사부(150)는 도 4에 도시된 바와 같이, 펌프(160)로 가압된 상기 응축수탱크(60)의 응축수를 내부로 유입하여 압축기(30)로 분사하는 분사기(151)와, 분사기(151)의 양측에 수직방향으로 구비되는 랙기어(153)와, 랙기어(153)와 치합하는 한 쌍의 피니언기어(154)와, 피니언기어(154)를 회동시키는 모터(156)와, 분사기(151)의 한계위치를 감지하는 위치감지센서(155)들과, 위치감지센서(155)들로부터 분사기(151)의 위치에 대한 정보를 제공받아 모터(156)의 정역회전을 제어하는 제어부(157)로 이루어진다.

상기 분사부(150)의 구체적인 동작은, 펌프(160)에 의해 응축수탱크(60)에 저장된 응축수가 가압되면, 응축수가 분사기(151)에 인입되고, 분사기(151)에 인입된 응축수는 분사기(151)에 구비된 다수의 노즐(152)을 통해 응축기(30)로 분사된다.

이 때, 분사기(151)는 랙기어(153)와 피니언기어(154)의 치합으로 이동하게 된다. 그리고 상기 분사기(151)의 일측과 타측에 위치한 위치감지센서(155)들은 분사기(151)가 일정범위에 도달하면 이 정보를 신호로서 제어부(157)에 제공하고, 상기 제어부(157)는 정회전 상태의 모터(156)를 역회전하도록 제어하거나 역회전 상태의 모터(156)를 정회전하도록 제어한다.

본 발명은 종래와 같이 응축기(30)를 응축기 팬(31)에 의해서만 냉각시키지 않고 분사부(150)를 이용하여 응축기(30)를 냉각시키므로서, 냉방효율이 상승하고 비교적 단시간 내에 실내 냉방이 가능한 장점이 있다.

본 발명에서 분사부(150)는 상기와 같은 직선왕복 운동형외에도, 도면에 별도로 도시되지 않았지만, 분사기를 응축기 전체면적과 거의 동일하게 형성하고, 상기 분사기가 고정된 상태에서 응축기 전체에 응축수를 분무하여도 무방하다.

상기 분사부(150)에서 분사된 후 상기 응축기(30)와 열교환된 폐수는 폐수배관(120)을 통해 다시 응축수탱크(60)로 포집된다.

실시예에서, 응축기(30)의 하부에는 폐수받이(90)가 구비된다.

이 폐수받이(90)는 폐수배관(120)에 의해 응축수탱크(60)와 연결된다. 상기 폐수배관(120)은 응축수탱크(60)와 인접한 부위에서 응축수배관(110)과 서로 만나도록 형성되고, 폐수배관(120)과 응축수배관(110)을 통해 유입되는 응축수 및 폐수가 내부에서 분사되도록 상기 응축수탱크(60)는 입구측에 노즐(152') 및 펌프(170)를 가진다.

상기 펌프(170)는 폐수배관(120)과 응축수배관(110)을 통해 유입되는 물이 일정량 포집된 후 작동하여 상기 노즐(152')을 통해 물을 분사한다.

도면에 별도로 도시되지 않았지만, 응축수탱크(60)의 내부에는 저장된 응축수 및 폐수의 수위를 감지할 수 있는 플로트스위치(미도시)가 더 구비될 수도 있다.

본 발명은 상기와 구성요소들 외에 냉기배관(100)을 더 포함한다.

상기 냉기배관(100)은 열교환기(50)와 응축수탱크(60)를 서로 소통하도록 유로를 가진다. 이 냉기배관(100)은 팬(51)의 가동으로 열교환기(50)로부터 배출되는 냉기의 일부를 응축수탱크(60)로 제공하여 응축수탱크(60)로 진입하는 응축수 및 폐수를 냉각시킨다. 구체적으로, 응축수탱크(60)로 응축수 및 폐수를 분사시키게 되면, 응축수 및 폐수의 입자가 작아지므로, 상기 응축수 및 폐수와 냉기가 접촉하는 면적이 증가되어 열교환율이 높아지기 때문에, 상기 응축수 및 폐수가 빠른 속도로 냉각될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 이동형 공기조화기의 냉각 사이클에서 상기 서브 팽창밸브(180)는 응축기(30)에서 배출된 냉매 중 일부를 공급받아 팽창시킨다.

실시예에서, 서브 팽창밸브(180)는 응축기(30)와 팽창밸브(40)를 연결하는 제 1배관(220)으로부터 분기되는 제 1분기관(200)에 구비된다.

이 서브 팽창밸브(180)는 응축기(30)와 팽창밸브(40)로 제공되는 냉매 중 소량을 제공받아 상기 서브 열교환기(190)의 열교환이 용이하도록 저온 저압으로 냉매를 분무상태로 팽창시킴과 아울러, 그 냉매의 팽창정도를 조절한다.

상기 서브 열교환기(190)는 서브 팽창밸브(180)로부터 냉매를 제공받아 표면에 얼음을 생성하여 상기 응축기(30)에서 발생되는 열을 냉각시킨다.

도 3에서, 서브 열교환기(190)의 냉매입구측은 서브 팽창밸브(180)와 제 1분기관(200)으로 연결되고 서브 열교환기(190)의 냉매출구측은 상기 열교환기(50)와 압축기(20)를 연결하는 제 2배관(230)으로부터 분기되는 제 2분기관(210)과 연결된다.

이 서브 열교환기(190)는 상기 응축기(30)의 상부, 가장 바람직하게는 분사부(150)와 응축기 팬(31) 사이에 구비된다.

이러한 서브 열교환기(190)는 서브 팽창밸브(180)에서 적은 량의 냉매가 내재된 배관으로 흐름으로 인해 표면에 점차로 얼음이 생기게 되고, 이 표면의 얼음은 응축기 팬(31)의 가동으로 연도(도 1의 도면부호 4참조)를 통해 빠져나가는 상기 응축기(30)에서 발생된 고열을 냉각시킨다.

본 발명은 상기 분사부(150)를 이용하여 응축기(30)를 냉각시킴과 더불어 상기 서브 열교환기(190)를 통해 연도를 빠져나가는 응축기(30)의 고열을 냉각시키므로서, 냉방효율의 상승은 물론, 종래와 같이 응축기(30)의 고열로 인해 실내온도가 높아지는 문제점이 전혀 발생하지 않는 장점이 있다.

아울러, 분사부(150)와 서브 열교환기(190)에 의해 충분히 응축기(30)에서 발생하는 고열을 냉각시킬 수 있으므로, 응축기 팬(31)과 연도를 제거해도 본 발명의 동작이 가능하다.

본 발명에 따른 이동형 공기조화기의 동작은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 우선 열교환기(50)에서 발생된 차가운 응축수가 응축수받이(80)에 포집되면, 이 포집된 응축수는 응축수배관(110)을 따라 응축수탱크(60)에 저장된다.

상기 응축수탱크(60)에 저장된 응축수는 다시 펌프(160)의 가동에 의해 분사기(151)로 유입된다.

상기 분사기(151)로 유입된 응축수는 분사기(151)의 노즐(152)을 통해 응축기(30)에 분사된다.

이와 동시에, 냉각 사이클에서는 응축기(30)에서 냉매를 제공받은 서브 팽창밸브(180)가 냉매를 팽창시켜 상기 서브 열교환기(190)에 제공하고, 이 서브 열교환기(190)는 표면에 생성된 얼음의 차가운 온도에 의해 상기 응축기 팬(31)의 가동으로 사용자가 거주하는 실내로 배출되는 상기 응축기(30)의 고열을 냉각시킨다.

이 후, 응축기(30)의 고열을 냉각시킨 폐수와, 상기 서브 열교환기(190)의 표면에 생성된 얼음이 응축기(30)의 고열에 의해 녹아서 떨어지게 되는 폐수가 폐수받이(90)에 포집된다.

상기 폐수받이(90)에 포집된 폐수는 폐수배관(120)을 따라 응축수탱크(60)로 다시 유입된다.

이 때, 응축수탱크(60)로 유입되는 폐수는 폐수배관(120)이 응축수배관(110)과 서로 만나기 때문에 상기 응축수배관(110)을 따라 유입되는 응축수와 혼합된 상태 즉, 상기 폐수의 온도가 낮아진 상태로 응축수탱크(60)로 유입된다.

응축수탱크(60)의 유입측에 구비된 노즐(152')들에 의해 상기 폐수 및 응축수가 혼합된 혼합수는 응축수탱크(60)의 내부로 펌프(170)를 통해 분사되고, 이 분사되는 혼합수는 냉기배관(100)에서 토출되는 냉기에 의해 냉각된다.

상기 응축수탱크(60)의 혼합수는 펌프(160)의 가동으로 다시 분사기(151), 응축기(30), 폐수받이(90) 및 응축수탱크(60) 순으로 순환한다.

본 발명은 이동형 공기조화기에 관한 것으로, 응축수탱크, 냉기배관 및 분사부를 구비하므로서, 응축기에서 발생되는 고열로 인해 냉방효율이 크게 저하되는 종래의 문제점을 확실히 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 연도를 통해 실내로 배출되는 응축기의 고열을 서브 열교환기로 효율적으로 냉각시키므로서, 응축기에서 발생되는 열이 실내로 배출되는 것에 의해 실내온도가 상승되는 종래의 문제점을 개선하는 우수한 효과가 있다.

이와 같이, 분사부와 서브 열교환기를 통해 응축기에서 발생되는 고열을 냉각시키므로서 비교적 단시간 내에 실내 냉방이 가능한 우수한 효과가 있다.

부가적으로, 종래와 같이 응축기에서 발생되는 고열을 실외로 방출시키기 위한 연도를 제거하여도 응축기의 냉각이 가능한 우수한 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 이동형 공기조화기의 외관을 도시한 사시도이고,

도 2는 종래기술에 따른 이동형 공기조화기의 구성도이고,

도 3은 본 발명에 따른 이동형 공기조화기의 구성도이며,

도 4는 본 발명에 따른 이동형 공기조화기에서 분사부의 실시예를 도시한 구성도이다.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

20; 압축기 30; 응축기

31; 응축기 팬 40; 팽창밸브

50; 열교환기 51; 열교환기 팬

60; 응축수탱크 80; 응축수받이

90; 폐수받이 100; 냉기배관

110; 응축수배관 120; 폐수배관

140; 분사부연결배관 150; 분사부

151; 분사기 152,152'; 노즐

153; 랙기어 154; 피니언기어

155; 위치감지센서 156; 모터

157; 제어부 160,170; 펌프

180; 서브 팽창밸브 190; 서브 열교환기

200; 제 1분기관 210; 제 2분기관

220; 제 1배관 230; 제 2배관

Claims (1)

1. 냉매를 고온/고압의 가스로 변환하는 압축기와, 고온/고압의 가스를 액화하는 응축기와, 열교환이 용이하도록 저온 저압으로 냉매를 분무상태로 팽창시키고 냉매의 팽창정도를 조절하는 팽창밸브와, 팬에 의해 유입되는 외기와 내재된 배관상의 차가운 냉매를 서로 열교환하여 냉기를 생성하는 열교환기로 이루어지는 냉각 사이클을 포함하는 이동형 공기조화기로서,

   상기 열교환기에서 생성된 응축수를 응축수배관을 통해 제공받아 포집하는 응축수탱크;

   상기 응축수탱크로부터 응축수를 제공받아 상기 응축기에 분사하는 분사부; 및

   상기 분사부에서 분사된 후 상기 응축기와 열교환된 폐수를 상기 응축수탱크로 유입시키는 폐수배관를 포함하며,

   상기 냉각 사이클은 상기 응축기에서 배출된 냉매 중 일부를 공급받아 팽창시키는 서브 팽창밸브와, 상기 서브 팽창밸브로부터 냉매를 제공받아 표면에 얼음을 생성하여 상기 응축기에서 발생되는 열을 냉각시키는 서브 열교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동형 공기조화기.