KR100556436B1 - 패키지 에어컨의 실내기 - Google Patents

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KR100556436B1
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김정훈
황성만
엄윤섭
구정환
이성화
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엘지전자 주식회사
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station

Abstract

본 발명은 패키지 에어컨의 실내기에 관한 것으로, 본 발명의 일 형태에 따른 패키지 에어컨의 실내기는 상하단에 각각 토출그릴(oulet grill)과 흡입그릴(inlet grill)이 형성되어 실내공기의 순환공간을 형성하는 캐비넷과, 상기 캐비넷의 내부 상측에 경사지게 구비되며 실내공기를 냉매의 기화열에 의해 냉각시키는 증발기(evaporator)와, 상기 캐비넷의 내부 하측에 구비되며 흡입그릴을 통해 실내공기를 강제 흡입하여 증발기 측으로 토출하며 상기 흡입그릴을 통한 흡입공기와 증발기 측으로 향하는 토출공기가 동일 높이상에 공존하는 크로스플로우 팬(crossflow fan)과, 상기 크로스플로우 팬의 상부에 구비되며 흡입공기와 토출공기의 간섭을 방지하는 세퍼레이터(separator)를 포함하여 구성된다.

Description

패키지 에어컨의 실내기{INDOOR UNIT OF PACKAGED AIR CONDITIONER}
본 발명은 패키지 에어컨에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실내공기를 강제 흡입하여 증발기 측으로 토출하는 송풍기로 크로스플로우 팬을 적용함으로써, 시스템 저항을 줄여 소비전력과 소음을 함께 줄일 수 있는 패키지 에어컨의 실내기에 관한 것이다.
일반적으로 에어컨(air conditioner)이란 실내의 쾌적한 공기조화를 목적으로 냉방 및 공기의 순환과 정화를 하는 공기조절장치의 일종이다. 이러한 에어컨은 냉동사이클(cooling cycle)을 구성하는 부품이 하나의 유니트(unit)에 구비되는 일체형과 2개의 유니트에 분리되어 구비되는 분리형으로 나눌 수 있으며, 또한 제품형태에 따라 실내기를 벽에 거는 벽걸이형과 실내기를 바닥면에 설치하는 상치형과 실내기를 천장에 매달거나 천장 내부에 설치하는 천장형으로 나눌 수 있다.
이 중에서도 패키지 에어컨(packaged air conditioner)은 실내의 바닥면에 거치되어 비교적 넓은 실내공간을 냉방시키는 분리 상치형으로서, 최근 널리 보급되고 있는 에어컨의 일종이다. 이러한 패키지 에어컨은 압축기(compressor)에서 압축된 냉매가스를 응축기(compressor)에서 실외공기와 열교환시켜 액화시킨 다음, 팽창밸브(expansion valve)를 지난 냉매액을 증발기(evaporator)에서 실내공기와 열교환시키며, 이 때 발생하는 냉매의 기화열을 이용하여 실내를 냉방하게 된다.
이에 따라 상기 패키지 에어컨은 압축기와 응축기 등을 내장하여 냉매를 압축 및 액화시키는 실외기(outdoor unit)와, 증발기 등을 내장하여 냉매를 증발시킴으로써 실내공기를 냉각시키는 실내기(indoor unit)로 분리되는 것이 일반적이다.
이하, 상기 패키지 에어컨의 실내기 구조를 첨부된 도면을 참조하여 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1a 및 1b는 각각 일반적인 패키지 에어컨의 실내기를 도시한 정면도 및 측면도이다.
도 1a 및 1b에 도시된 바에 따르면, 패키지 에어컨의 실내기는 하단 정면에 흡입그릴(inlet grill,2)이 구비되고 상단 정면에 토출그릴(outlet grill,3)이 구비되는 케이스(1)와, 상기 케이스의 내부 상측에 비스듬하게 경사 설치되어 실내공기를 냉각시키는 증발기(4)와, 상기 증발기의 하측에 구비되며 실내공기를 강제 흡입하여 증발기 측으로 토출하는 송풍기(blower,10)로 구성된다.
상기 송풍기(10)는 실내공기의 원활한 흡입을 위해 흡입그릴(2)의 후방에 위치한다. 이 때, 상기 송풍기로 적용되는 것은 원심팬으로서 일반적으로 시로코 팬(sirocco fan)이 널리 사용된다. 상기 시로코 팬(10)은 축방향으로 공기를 흡입하여 반경방향으로 토출하는 것으로서, 이를 위해 회전축이 케이스(1)의 폭방향으로 설치되며 끝단이 회전방향으로 굽은 다수의 블레이드로 이루어진 임펠러(impeller,11)와, 상기 임펠러의 외주연을 감싸면서 토출공기의 유로를 형성하는 스크롤 하우징(scroll housing,12)과, 상기 임펠러의 회전축에 결합되는 모터(15)로 구성된다. 이 때, 상기 스크롤 하우징(12)의 토출구는 상측의 증발기(4)를 향해 개방되어 있다.
이와 구성된 시로코 팬에 있어서, 임펠러(11)의 눈(eye)으로 흡입된 실내공기는 블레이드의 회전운동에 의해 임펠러의 반격방향으로 토출된 뒤, 스크롤 하우징(12)의 토출구를 통해 증발기(4)로 안내된다.
한편, 상기 증발기(4)의 하단에는 공기가 냉각되는 과정에서 증발기의 표면에서 생성된 다량의 응축수가 집수되는 드레인팬(drain pan,5)이 구비되고, 상기 드레인팬의 하단에는 별도의 드레인 파이프(도시생략)와 연결되는 응축수 배출구(5a)가 형성된다.
이와 같이 구성된 패키지 에어컨은 실내공기가 설정온도 이하이거나 아니면 사용자에 의한 강제 조작으로 상기 시로코 팬(10)이 전원이 인가되면서 운전된다. 상기 시로코 팬의 운전으로 실내공기는 흡입그릴(2)을 통해 시로코 팬(10)의 축방향으로 흡입되어 스크롤 하우징(12)의 토출구를 통해 증발기 측으로 토출된다. 이 때, 실내공기는 증발기(4)를 지나면서 냉매의 흡열 작용에 의해 냉각된 후, 토출그릴(3)을 통해 실내로 토출되어 실내를 냉각시키게 된다.
그런데, 전술한 바와 같은 패키지 에어컨에 있어서 송풍기로서 시로코 팬을 적용함에 따라 다음과 같은 문제점이 제기되었다.
첫째, 상기 시로코 팬(10)은 동일 풍량에 있어서 다른 형식에 비해 회전수가 상당히 적고 전체적인 크기가 작은 장점을 제공하는 반면에, 전술한 바와 같은 유로구조로 인해 고정압 대풍량을 생산하는데 상당히 불리하였다.
둘째, 전술한 바와 같은 시로코 팬의 유로구조는 패키지 에어컨의 실내기에 부적합한 유로구조로서 결국 시스템 저항을 크게 하는 원인이 되었다. 즉, 상기 시로코 팬(10)은 임펠러(11)의 축방향으로 공기가 흡입되어 반경방향으로 토출되는 유로구조를 가지고 있으나, 패키지 에어컨의 실내기에 있어서 시로코 팬의 상측에 위치하는 증발기(4) 측으로 공기가 토출되기 위해서, 토출공기는 스크롤 하우징(12)의 안내를 받아야 하며 이 과정에서 공기의 유로저항이 상당히 발생하게 되었다. 결국, 이러한 유로저항은 소비전력을 증가시키게 되었을 뿐만 아니라 운전 중 상당한 소음을 야기하게 되었다.
이러한 문제는 최근에 등장하고 있는 삼면 흡입방식 패키지 에어컨에 있어서 더욱 대두되었다. 즉, 케이스의 정면과 양 측면 사이의 모서리에 위치하는 흡입그릴을 통해 흡입되는 실내공기는 상당한 유로저항을 받으면서 시로코 팬의 축방향으로 흡입된다. 따라서, 동일 풍량에서 소비전력이 클 수 밖에 없으며 상당한 소음도 발생하게 되었다.
셋째, 종래 패키지 에어컨의 실내기는 시로코 팬(10)을 적용함에 따라 시스템의 전체 폭을 줄이는데 한계가 있었다. 즉, 상기 시로코 팬(10)은 그 유로구조의 특성상 케이스(1)의 폭방향을 따라 임펠러(11)의 회전축이 설치되고 상기 회전축의 일단에 모터(15)가 설치되어야 한다. 따라서, 종래 패키지 에어컨의 실내기에서는 시로코 팬의 임펠러(11) 길이와 모터(15)의 크기에 의해 그 폭이 결정될 수 밖에 없었다. 그런데, 일정 풍량을 얻기 위해는 시로코 팬의 임펠러 길이가 일정 길이 이상 확보되어야 하기 때문에, 결국 케이스를 박형화하는 것이 불가능하였다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 실내공기를 강제 흡입하여 증발기 측으로 토출하는 송풍기로서 크로스플로우 팬을 적용함과 더불어 이를 적절하게 배치함으로써, 시스템 저항을 줄여 소비전력과 소음을 함께 줄일 수 있는 패키지 에어컨의 실내기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 크로스플로우 팬을 송풍기로 적용함으로써 박형화된 크기를 갖는 패키지 에어컨의 실내기를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 형태에 따른 패키지 에어컨의 실내기는 상하단에 각각 토출그릴(oulet grill)과 흡입그릴(inlet grill)이 형성되어 실내공기의 순환공간을 형성하는 캐비넷과, 상기 캐비넷의 내부 상측에 경사지게 구비되며 실내공기를 냉매의 기화열에 의해 냉각시키는 증발기(evaporator)와, 상기 캐비넷의 내부 하측에 구비되며 흡입그릴을 통해 실내공기를 강제 흡입하여 증발기 측으로 토출하며 상기 흡입그릴을 통한 흡입공기와 증발기 측으로 향하는 토출공기가 동일 높이상에 공존하는 크로스플로우 팬(crossflow fan)과, 상기 크로스플로우 팬의 상부에 구비되며 흡입공기와 토출공기의 간섭을 방지하는 세퍼레이터(separator)를 포함하여 구성된다.
그리고 본 발명의 다른 형태에 따를 패키지 에어컨의 실내기는 상하단에 각각 토출그릴과 흡입그릴이 형성되어 실내공기의 순환공간을 형성하는 캐비넷과, 상기 흡입그릴의 후방에 위치하는 캐비넷의 내부에 경사지게 구비되며 실내공기를 냉매의 기화열에 의해 냉각시키는 증발기와, 상기 증발기와 토출그릴 사이에 구비되 며 하부에 증발기를 지난 공기가 흡입되는 저압부가 형성되고 상부에 토출그릴 측으로 공기가 토출되는 고압부가 형성되는 크로스플로우 팬을 포함하여 구성된다.
마지막으로 본 발명의 또 다른 형태에 따른 패키지 에어컨의 실내기는 상하단에 각각 토출그릴과 흡입그릴이 형성되어 실내공기의 순환공간을 형성하는 캐비넷과, 상기 흡입그릴의 후방에 위치하는 캐비넷의 내부에 경사지게 구비되며 실내공기를 냉매의 기화열에 의해 냉각시키는 증발기와, 상기 토출그릴의 후방에 위치하는 캐비넷의 내부에 구비되며 하부에 증발기를 지난 공기가 흡입되는 저압부가 형성되고 토출그릴의 후방에 상기 토출그릴 측으로 공기가 토출되는 고압부가 형성되는 크로스플로우 팬을 포함하여 구성된다.
따라서, 본 발명에 따른 패키지 에어컨의 실내기는 송풍기로서 고정압 대풍량을 생산할 수 있는 크로스플로우 팬을 시스템 저항이 최소화되도록 배치함으로써, 소비전력을 줄이고 공기 유동에 따른 소음을 대폭 줄일 수 있는 효과를 제공한다. 또한, 본 발명에 따른 패키지 에어컨의 실내기는 크로스플로우 팬의 특성상 임펠러를 케이스의 가로방향으로 설치시에 그 크기를 박형화할 수 있는 효과를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예는 다음의 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명되며, 이에 따라 본 발명의 특징 및 장점들도 보다 명확해지며, 상기 도면들 중
도 1a 및 1b는 각각 일반적인 패키지 에어컨의 실내기를 도시한 정면도 및 측면도;
도 2a 및 2b는 각각 본 발명의 제1 실시예에 따른 패키지 에어컨의 실내기를 도시한 정면도 및 측면도;
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 패키지 에어컨의 실내기 중 크로스플로우 팬의 일부를 도시한 단면도,
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 패키지 에어컨의 실내기에서 스태빌라이저의 설치상태에 따른 소비전력 및 소음의 관계를 도시한 그래프;
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 패키지 에어컨과 종래 시로코 팬을 적용한 패키지 에어컨의 풍량에 따른 소비전력을 비교한 그래프;
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 패키지 에어컨과 종래 시로코 팬을 적용한 패키지 에어컨의 시스템 저항을 비교한 그래프;
도 7는 본 발명의 제2 실시예에 따른 패키지 에어컨의 실내기를 도시한 측면도;
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 패키지 에어컨의 실내기를 도시한 측면도이다.
[발명의 실시를 위한 최선의 형태 또는 발명의 실시를 위한 형태]
이하 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭이 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.
설명에 앞서, 본 발명에 따른 패키지 에어컨의 실내기는 크로스플로우 팬의 배치 형태에 따란 다양하게 구현될 수 있으며, 그 중에서도 대표적인 3가지 형태의 실시예가 나누어져 설명된다.
[제1 실시예]
먼저, 도 2a 및 2b는 각각 본 발명의 제1 실시예에 따른 패키지 에어컨의 실내기를 도시한 정면도 및 측면도이다.
도 2a 및 2b에 도시된 바에 따르면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 패키지 에어컨의 실내기는 하단에 흡입그릴(inlet grill,102)이 구비되고 상단에 토출그릴(oulet grill,103)이 구비되는 케이스(101)와, 상기 케이스의 내부 상측에 경사 설치되어 냉매의 기화열로서 실내공기를 냉각시키는 증발기(104)와, 상기 캐비넷의 내부 하측에 구비되어 실내공기를 강제 흡입한 후 증발기 측으로 토출하는 크로스플로우 팬(110)으로 구성된다.
이 때, 상기 패키지 에어컨의 실내기는 흡입그릴(102)이 케이스(101)의 정면과 양 측면 모서리에 모두 구비되는 삼면 흡입방식으로, 도 1b에 도시된 흡입그릴은 일측면 모서리에 형성된 것이다.
그리고 상기 증발기(104)는 실외기의 응축기 및 압축기와 냉매관으로 연결되어 냉동사이클을 이루며, 그 상단은 케이스(101)의 후면에 하단은 케이스의 정면에 고정됨으로써 자연스럽게 경사 설치된다.
상기 증발기(104)의 하단에는 공기가 냉각되는 과정에서 증발기의 표면에서 생성된 다량의 응축수가 집수되는 드레인팬(drain pan,105)이 구비되고, 상기 드레인팬의 하단에는 별도의 드레인 파이프와 연결되는 응축수 배출구(105a)가 형성된다.
상기 크로스플로우 팬(110)은 모터(120)에 축 결합되어 공기유동을 일으키는 임펠러(111)와, 상기 임펠러의 외측에 구비되어 공기의 유로를 형성하는 팬 하우징과(112), 상기 팬 하우징의 일측에 임펠러의 길이방향을 따라 구비되어 흡입공기와 토출공기의 경계면을 형성하는 스태빌라이저(stabilizer,115)로 구성된다. 이 때, 상기 임펠러(111)는 경계판에 의해 다단으로 구분되며, 각 단은 회전방향으로 만곡된 다수의 블레이드로 이루어진다. 그리고 상기 팬 하우징(112)은 흡입공기의 토출유로를 형성하기 위해 일정 곡률을 갖는 리어가이드(rear guide,113)를 포함한다. 또한, 상기 리어가이드(113)의 일측에 임펠러(111)까지 최단거리를 갖는 갭부(gap portion,114)가 형성되어 상기 스태빌라이저(115)와 함께 흡입공기와 토출공기의 경계를 형성하게 된다.
이와 같이 구성된 크로스플로우 팬(110)은 축방향으로의 흡입흐름이 없는 대신 임펠러(111)의 축에 수평인 평면 내에서 공기의 흡입과 토출이 생긴다. 크로스플로우 팬(110)은 일반적으로 고정압 대풍량을 생산할 수 있을 뿐만 아니라 축방향으로 고른 흐름이 발생되어 공조기기 등의 용도에 적합하다. 그런데, 상기 크로스플로우 팬은 전술한 바와 같은 장점을 가지고 있음에도 불구하고, 창문형 에어컨에만 적용된 뿐 패키지 에어컨에 적용된 예가 없다. 이것은 상기 크로스플로우 팬의 공기흐름 특성상 흡입그릴과 토출그릴 사이에 상당한 거리가 있는 패키지 에어컨의 실내기에는 적합하지 않았기 때문이다. 따라서, 패키지 에어컨의 실내기에 있어서 크로스플로우 팬을 잘못 배치할 경우, 시스템 저항이 증가하여 시로코 팬보다 더 많은 소비전력과 소음을 야기하게 된다.
이러한 점을 고려하여, 본 발명은 상기 크로스플로우 팬(11)을 시스템 저항이 최소화되도록 배치함으로써, 전술한 문제점을 해결하고 크로스플로우 팬이 갖는 특성을 살릴 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 패키지 에어컨의 실내기에는 흡입그릴(102)을 통해 흡입되는 흡입공기와 증발기(104)측으로 토출되는 토출공기가 동일 높이상에 공존하도록 크로스플로우 팬(110)이 배치된다. 즉, 흡입그릴(102)을 통해 상기 크로스플로우 팬(110)으로 흡입되는 실내공기의 흡입유로와 상기 크로스플로우 팬으로부터 증발기(104)측으로 토출되는 토출유로가 상기 크로스플로우 팬의 상단을 기준으로 좌우로 나란하게 배열된다. 따라서, 상기 크로스플로우 팬(110)은 그 상부공간을 이용하여 실내공기를 흡입한 후, 이를 증발기(104)측으로 토출할 수 있는 유로구조를 갖는다. 이 때, 흡입공기와 토출공기가 서로 간섭되지 않도록 상기 크로스플로우 팬(110)의 상부 공간을 구획하는 세퍼레이터(separator,106)가 더 구비되어야 한다.
상기 크로스플로우 팬(110)이 전술한 유로구조를 갖기 위해, 상기 임펠러(111)는 흡입그릴(102)의 후방에 그 축방향이 케이스(101)의 가로방향과 나란하도록 위치하고, 상기 리어가이드(113)는 임펠러의 하부에 캐비넷의 내부를 가로질러 위치하며, 상기 스태빌라이저(115)는 임펠러의 상부 일측에 위치한다.
이 때, 상기 리어가이드에 형성되는 갭부(114)와 스태빌라이저(115)의 위치는 크로스플로우 팬(110) 유로구조를 결정하는 중요한 인자로 작용한다. 왜냐하면, 상기 갭부(114)와 스태빌라이저(115)의 위치에 따라 공기의 흡입방향과 토출방향이 결정되기 때문이다. 즉, 상기 임펠러(111)의 회전방향에 따라 상기 갭부와 스태빌라이저를 잇는 가상선(L)을 기준으로 양측에 각각 공기가 흡입되는 저압부와 공기가 토출되는 고압부가 형성된다. 한편, 상기 크로스플로우 팬(110)으로 향하는 흡입유로와 증발기(104)로 향하는 토출유로는 점차 확산되는 구조를 갖는 것이 바람직하다.
이를 위해, 본 발명에 따른 크로스플로우 팬에 있어서 상기 리어가이드의 갭부(114)는 임펠러(111)의 회전축을 지나는 가상의 수직선(Y)을 중심으로 그 전방에 위치하며, 상기 스태빌라이저(115)는 상기 수직선의 후방에 위치한다.
따라서, 상기 임펠러(111)가 반시계방향으로 회전한다고 가정하면, 상기 갭부(114)와 스태빌라이저(115)를 잇는 가상선(L)을 기준으로 그 전방에 저압부가 형성되고 그 후방에 고압부가 형성되며, 따라서 흡입그릴(102)을 통해 흡입된 실내공기가 증발기(104)측으로 자연스럽게 토출될 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 스태빌라이저(115)를 중심으로 그 전방의 흡입유로와 후방의 토출유로가 공기의 진행방향에 따라 점차 확산될 수 있다.
한편, 상기 스태빌라이저(115)는 크로스플로우 팬의 유동 특성을 결정짓는 중요한 인자 중 하나이다. 즉, 상기 스태빌라이저의 위치 및 경사정도에 따라 크로스플로우 팬의 풍량과 소비전력 및 소음 등이 크게 좌우된다. 따라서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 패키지 에어컨의 실내기에서는 상기 스태빌라이저의 위치와 경사정도를 특정지음으로써, 풍량과 소비전력 및 소음 측면에서 가장 유리한 장점을 제공하게 된다.
먼저, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 패키지 에어컨의 실내기 중 크로스플로우 팬의 일부를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 패키지 에어컨의 실내기에서 스태빌라이저의 설치상태에 따른 소비전력 및 소음의 관계를 도시한 그래프이다.
도 3을 참고로 하여 상기 스태빌라이저의 위치 및 경사정도를 결정하는 몇가지 인자를 정의하면 다음과 같다.
상기 스태빌라이저(115)의 하단이 임펠러의 회전축(0)을 지나는 가상의 수직선(Y)과 이루는 각도를 세팅각(setting angle,α)이라 하고, 상기 세팅각이 결정되었을 때 스태빌라이저 자체가 흡입그릴 측으로(도면상 우측으로) 기울어진 각도를 확산각(diffusing angle,β)이라 한다. 이 때, 상기 세팅각(α)은 스태빌라이저(115)의 설치 위치를 결정하게 되고, 상기 확산각(β)은 스태빌라이저와 리어가이드(113)가 함께 형성하는 토출공기의 유로가 어느 정도 확산되었는지를 결정하게 된다.
여기서, 본 발명은 크로스플로우 팬이 최적의 성능을 낼 수 있도록 하는 스태빌라이저의 세팅각과 확산각의 범위를 제시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 세팅각(α)은 좌우로 병행하는 흡입유로(도면상 우측)와 토출유로(도면상 좌측)의경계를 결정하는 바, 상기 세팅각이 범위에 따라 흡입유로와 토출유로의 폭이 결정된다. 즉, 상기 세팅각(α)이 너무 크게 되면 흡입유로는 확장되는 반면 토출유로는 좁아지게 되며, 상기 세팅각(α)이 0°에 가까울 경우(스태빌라이저(115)가 임펠러의 회전축(0)을 지나는 가상 수직선(Y)의 연장선 상에 설치되는 경우) 토출유 로는 확장되는 반면 흡입유로가 좁아져 흡입공기가 상당한 저항을 받을 수 있다. 이 점을 고려하여, 본 발명은 상기 세팅각(α)이 20° 내지 60°의 범위 내에 속하도록 함으로써 유로저항이 최소화될 수 있는 흡입유로와 토출유로를 형성한다. 한편, 상기 세팅각이 전술한 범위 내에서 적정한 값으로 결정되면 상기 확산각(β)에 의해 좌우로 병행하는 흡입공기의 확산유로와 토출공기의 확산유로가 결정된다. 여기서, 본 발명은 상기 확산각(β)이 0° 내지 40°의 범위 내에 속하는 것을 제시한다. 상기 확산각(β)이 0°라는 것은 스태빌라이저(115)가 임펠러의 회전축을 지나는 가상 수직선(Y)과 평행하게 설치됨을 의미하며, 상기 확산각(β)이 어느 정도 값을 갖는다는 것은 스태빌라이저(115)가 흡입그릴 측으로 경사짐으로써 토출유로와 흡입유로가 공기의 진행방향을 따라 확산됨을 의미한다.
여기서, 본 발명은 상기 세팅각과 확산각이 주어진 범위 내에서도 최적의 성능을 발휘할 수 있는 값을 제시한다. 일단, 상기 세팅각(α)이 주어진 범위 중에서 중간값인 40°일 때 동일 풍량 대비 소음값이 최소가 됨을 알 수 있었다. 따라서, 상기 세팅각(α)이 40°일 때, 상기 확산각(β)의 변화에 따른 풍량과 소비전력 및 소음값을 측정하였으며, 그 결과는 다음과 같다.
α, β Flow rate(CMM) Rev.(rpm) Power(Watt) Noise(dBA)
40°, 0° 17.2 977 95.2 55.3
15.0 858 71.4 52.5
14.0 807 64.0 52.1
10.6 633 43.1 42.9
40°, 20° 17.7 940 100.9 55.7
15.0 808 74.3 52.1
14.0 752 66.9 49.9
10.6 613 44.4 42.2
한편, 도 4는 표 1에 나타난 값을 도시한 것으로서, 가로축은 풍량을 나타내고 좌측 세로축은 소비전력을 나타내며 우측 세로축은 소음을 나타낸다. 그리고, 중실 사각형 점(■)으로 연결된 곡선은 세팅각(α)과 확산각(β)이 각각 40°와 0°일 때 소비전력 값을 나타낸 것이고, 중실 마름모 점(◆)으로 연결된 곡선은 세팅각(α)과 확산각(β)이 각각 40°와 20°일 때 소비전력 값을 나타낸 것이다. 또한 중공 사각형 점(□)으로 연결된 곡선은 세팅각(α)과 확산각(β)이 각각 40°와 0°일때 소음 값을 나타낸 것이고, 중공 마름모 점(◇)으로 연결된 곡선은 세팅각(α)과 확산각(β)이 각각 40°와 20°일 때 소음 값을 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 상기 스태빌라이저의 확산각(β)이 0°일 때에 소비전력 측면에서 유리한 결과가 나타나고, 상기 스태빌라이저의 확산각(β)이 20°일 때에 소음 측면에서 유리한 결과가 나타나는 것을 알 수 있다. 일례로, 풍량이 15CMM에서 스태빌라이저의 확산각(β)이 0°일 때는 소비전력이 71.4 Watt이고 소음이 52.5dBA인데 비해, 스태빌라이저의 확산각(β)이 20°일 때는 소비전력이 74.3 Watt이고 소음이 52.1dBA이다. 이것은 동일 풍량에서 스태빌라이저의 확산각이 적을수록 소비전력은 적은데 비해 소음은 다소 크다는 것을 의미한다. 이 때, 상기 스태빌라이저의 확산각(β)이 20°일 때 소음이 적게 발생하는 이유는 상기 스태빌라이저(115)와 리어가이드(113)가 함께 형성하는 토출공기의 유로가 자연스럽게 확산되어 유로저항이 줄어들기 때문이다.
따라서, 상기 스태빌라이저의 확산각은 소음의 감소가 목적이냐 아니면 소비전력의 절감이 목적이냐에 따라 적절하게 결정되어야 한다.
여기서, 본 발명은 상기 스태빌라이저의 확산각(β)이 0°인 것과 20°인 것을 모두 제시한다. 즉, 본 발명은 상기 스태빌라이저(115)를 임펠러의 회전축(0)을 지나는 가상의 수직선(Y)과 평행하게 설치함으로써 소비전력을 절감할 수 있으며, 또한 상기 스태빌라이저를 흡입그릴 측으로 소정 각도만큼 경사지도록 설치함으로써 소음의 발생을 최대한 억제할 수 있다.
한편 도 2b에 도시된 바에 따르면, 상기 스태빌라이저(115)의 상단에 흡입공기와 토출공기가 서로 간섭되는 것을 방지하는 세퍼레이터(106)가 구비된다. 상기 세퍼레이터(106)는 스태빌라이저(115)의 상단으로부터 증발기(104)의 하단 사이의 공간을 좌우로 구분짓는 판형 부재이다. 이 때, 상기 세퍼레이터(106)는 하단에서 상단으로 갈수록 흡입그릴(1023)측으로 다소 비스듬하게 설치되는 것이 바람직하다. 이것은 상기 세퍼레이터(106)를 따라 흡입공기와 토출공기의 유로가 형성되는 바, 상기 유로가 공기의 진행방향에 따라 확산되는 구조를 갖는 것이 바람직하기 때문이다.
여기서, 상기 세퍼레이터(106)는 스태빌라이저의 확산각(β)과 동일한 각도로 경사지는 것이 가장 바람직하다. 왜냐하면, 상기 세퍼레이터(106)가 스태빌라이저의 확산각(β)과 동일한 각도로 경사질 경우, 상기 세퍼레이터(106)와 스태빌라이저(115)로 형성되는 흡입공기와 토출공기의 경계면이 매끄럽게 형성되어 공기의 진행에 유리하게 작용하기 때문이다.
한편, 상기 세퍼레이터(106)는 스태빌라이저(115)의 상단으로부터 증발기 하단의 드레인팬(105)까지 설치되거나, 아니면 스태빌라이저의 상단으로부터 흡입그 릴(102)의 상단까지 설치될 수도 있다. 이 경우에도, 상기 세퍼레이터(106)가 자연스럽게 경사 설치됨에 까라, 흡입공기와 토출공기는 서로 구획될 뿐만 아니라 진행방향을 따라 확산되는 유로를 가질 수 있다.
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 패키지 에어컨의 실내기에 있어서, 상기 크로스플로우 팬(110)의 설치 높이는 증발기(104)와 크로스플로우 팬 사이의 거리에 의존한다. 즉, 상기 증발기(104)와 크로스플로우 팬(110) 사이가 너무 가까울 경우 오히려 증발기 자체가 큰 유로저항으로 작용할 수 있기 때문에, 이점을 고려하여 양자 사이에 충분한 거리가 확보될 수 있는 위치에 상기 크로스플로우 팬이 설치되어야 한다. 이 경우, 흡입그릴(102)이 케이스(101)의 하단까지 구비될 필요가 없다. 실제 흡입공기는 리어가이드(113)의 상부 영역을 통해 임펠러(111)로 흡입되는 바, 상기 흡입그릴(102)의 하단은 리어가이드(113)의 하단은 리어가이드(113)가 형성되는 높이까지 위치하면 충분하다.
이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 패키지 에어컨의 실내기와 시로코 팬을 적용한 종래 실내기의 성능을 서로 비교하면 아래 표 2와 같다.
Type Flow rate(CMM) Rev.(rpm) Power(Watt)
Sirocco Fan 18.9 561 151.0
15.2 461 121.9
12.5 383 105.5
Crossflow Fan 17.7 940 100.9
15.0 808 74.3
14.0 752 66.9
10.6 613 44.4
표 2에 나타난 값은 시스템의 다른 조건은 모두 동일한 상태에서 서로 유사 한 풍량을 생산하는 시로코 팬과 크로스플로우 팬을 서로 대체하여 실험한 수치이다. 이 때. 상기 크로스플로우 팬은 전술한 바와 같이 스태빌라이저의 세팅각과 확산각을 각각 40°와 20°로 설정하고, 세퍼레이터는 상기 스태빌라이저의 확산각과 동일한 각도로 경사 설치된 상태이다.
한편, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 패키지 에어컨과 종래 시로코 팬을 적용한 패키지 에어컨의 풍량에 따른 소비전력을 비교한 그래프로서, 표 2의 데이터를 바탕으로 도시한 것이다. 이 때, 도 5의 가로축은 풍량을 나타내고 세로축은 소비전력을 나타내며, 중실 사각형 점(■)으로 연결된 곡선은 시로코 팬의 소비전력 곡선을 나타내고 중실 마름모 점(◆)으로 연결된 곡선은 크로스플로우 팬의 소비전력 곡선을 나타낸다.
표 2 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 패키지 에어컨의 실내기가 종래의 실내기에 비해 소비전력 측면에서 훨씬 유리함을 알 수 있다. 일례로, 시로코 팬이 15.2 CMM의 풍량을 생산하는데 121.9 Watt의 전력을 소비하는데 반해, 본 발명의 크로스플로우 팬이 15.0 CMM의 풍량을 생산하는데 겨우 74.3 Watt의 전력만을 소비한다. 이것은 본 발명에 따른 패키지 에어컨의 실내기가 시로코 팬을 적용한 종래의 실내기가 소비하는 전력의 60%에 해당하는 전력만으로도 종래와 동일한 풍량을 생산할 수 있음을 의미한다. 이것을 다르게 표현하면, 본 발명에 따른 패키지 에어컨의 실내기가 종래와 동일한 전력을 소비한다면 월등히 많은 풍량을 생산함으로써 냉각효율을 상당히 높일 수 있음을 의미한다.
이러한 결과는 앞에서 설명한 바와 같이 본 발명이 보다 개선된 유로구조를 갖는 크로스플로우 팬을 패키지 에어컨의 실내기에 적용함으로써, 시스템 저항이 줄이든 결과에 기인한다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 패키지 에어컨과 종래 시로코 팬을 적용한 패키지 에어컨의 시스템 저항을 비교한 그래프로서, 가로축은 풍량을 나타내고 세로축은 정압(static pressure)을 나타낸다. 이 때, 상기 그래프에 도시된 'a'곡선은 시로코 팬을 적용한 패키지 에어컨에 있어서 풍량 대비 정압 변화를 나타낸 것이고, 'b'곡선은 크로스플로우 팬을 적용한 패키지 에어컨에 있어서 풍량 대비 정압 변화를 나타낸 것이며, 'c'곡선은 시스템으로부터 분리된 크로스플로우 팬의 풍량 대비 정압 변화를 나타낸 것이다. 이를 다르게 표현하면, 상기 곡선 중 'a'곡선은 시로코 팬을 적용한 패키지 에어컨의 시스템 저항을 나타내고, 'b'곡선은 크로스플로우 팬을 적용한 패키지 에어컨의 시스템 저항을 나타내며, 'c'곡선은 크로스플로우 팬의 단품 성능곡선을 나타낸다.
이 때, 상기 'c'곡선이 'a'곡선 및 'b'곡선과 만나는 지점이 각각 작용점(operating point)이 된다. 즉, 상기 'c'곡선이 'a'곡선과 만나는 지점은 시로코 팬을 적용한 패키지 에어컨의 작용점(0s)이고, 상기 'c'곡선이 'b'곡선과 만나는 지점은 크로스플로우 팬을 적용한 패키지 에어컨의 작용점(0c)이 된다.
도 6에 도시된 바에 따르면, 크로스플로우 팬을 적용한 패키지 에어컨의 시스템 저항곡선이 시로코 팬을 적용한 그것보다 완만함을 알 수 있으며, 이것은 본 발명에 따른 패키지 에어컨이 동일한 정압하에서 종래보다 더 많은 풍량을 생산할 수 있음을 의미한다. 한편, 양 저항곡선의 작용점((0s,0c)을 비교하면, 크로스플로우 팬이 적용된 패키지 에어컨의 경우 시로코 팬을 적용한 패키지 에어컨보다 풍량은 큰데도 불구하고 정압이 낮음을 알 수 있다. 이로 인해, 본 발명에 따른 패키지 에어컨의 경우 소비전력 대폭적으로 줄어들게 된다.
이제까지 본 발명의 제1 실시예에 따른 패키지 에어컨이 종래보다 소비전력이 현저하게 줄어든다는 것을 여러 가지 실험 데이터를 이용하여 설명하였다. 한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 패키지 에어컨과 종래 패키지 에어컨의 소음을 비교한 데이터는 제시되지 않았으나, 보다 개선된 유로구조를 갖는 크로스플로우 팬이 적용된 본 발명에 있어서 공기의 유로저항으로 발생하는 소음 역시 현저하게 줄어든다는 것을 당업자라면 충분히 이해할 수 있다.
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 패키지 에어컨의 실내기에 크로스플로우 팬(110)이 적용됨에 따라, 전체 시스템의 디자인이 보다 다양하게 설계될 수 있다. 즉, 상기 크로스플로우 팬의 임펠러(111)가 케이스(101)의 가로방향을 따라 설치되는 관계로 인해, 상기 임펠러의 직경을 줄임으로써 시스템의 폭을 줄일 수 있어 얼마든지 박형화할 수 있다. 물론, 이 경우 임펠러(111)의 직경이 줄어든 만큼 풍량이 줄어들 수 있으나, 상기 임펠러의 길이를 충분의 확보한다면 원하는 풍량을 얼마든지 얻을 수 있다.
[제2 실시예]
먼저, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 패키지 에어컨의 실내기를 도시 한 측면도이다.
도 7에 도시된 바에 따르면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 패키지 에어컨의 실내기는 하단에 흡입그릴(inlet grill,202)이 구비되고 상단에 토출그릴(oulet grill,203)이 구비되는 케이스(201)와, 상기 흡입그릴의 후방에 위치하는 케이스의 내부에 경사 설치되어 냉매의 기화열로서 실내공기를 냉각시키는 증발기(204)와, 상기 증발기와 토출그릴 사이에 구비되어 하부에서 공기를 강제 흡입한 후 상부로 토출하는 크로스플로우 팬(210)으로 구성된다.
이 때, 상기 패키지 에어컨의 실내기는 흡입그릴(202)이 케이스(201)의 정면과 양 측면 모서리에 모두 구비되는 삼면 흡입방식으로, 도 7에 도시된 흡입그릴은 일측면 모서리에 형성된 것이다.
그리고 상기 증발기(204)는 실외기의 응축기 및 압축기와 냉매관으로 연결되어 냉동사이클을 이루며, 그 상단은 케이스(201)의 정면에 하단은 케이스의 후면에 고정됨으로써 자연스럽게 경사 설치된다.
상기 증발기(204)의 하단에는 공기가 냉각되는 과정에서 증발기의 표면에서 생성된 다량의 응축수가 집수되는 드레인팬(drain pan,205)이 구비되고, 상기 드레인팬의 하단에는 별도의 드레인 파이프와 연결되는 응축수 배출구(205a)가 형성된다.
이 때, 상기 크로스플로우 팬(210)이 증발기(201)와 토출그릴(203) 사이에 위치하는 관계로 인해, 상기 크로스플로우 팬의 저압부는 하부에 형성되어야 하고, 고압부는 상부에 형성되어야 한다. 이를 위해, 상기 크로스플로우 팬(210)은 증발기와 토출그릴 사이에 가로방향으로 위치하는 임펠러(211)와, 흡입공기의 토출경로를 형성하도록 소정 곡률을 가지며 상기 임펠러의 후방에 위치하는 리어가이드(213)와, 흡입공기와 토출공기의 경계면을 형성하며 상기 임펠러의 상부에 위치하는 스태빌라이저(215)로 구성된다.
여기서, 상기 크로스플로우 팬(210)은 케이스(201)가 삼면 흡입 방식으로 이루어져 있기는 하지만, 공기를 흡입하는 것은 임펠러(211)를 통해 이루어짐으로 케이스(201)의 정면에서 직접 공기 흡입이 이루어지는 것은 아니다.
상기 크로스플로우 팬(210)에 있어서, 전술한 바와 같은 위치에 고압부와 저압부가 형성되기 위해, 상기 스태빌라이저(215)는 임펠러(211)의 회전축을 중심으로 전방 상부에 위치되어야 하고, 상기 리어가이드의 갭부(214)는 임펠러의 회전축을 중심으로 후방 하부에 위치되어야 한다. 이 때, 상기 스태빌라이저(215)의 위치 및 경사정도는 앞에서 설명한 바와 같이 적절한 세팅각과 확산각에 의해 결정된다.
따라서, 상기 임펠러(211)가 반시계방향으로 회전한다고 가정하면, 상기 스태빌라이저(215)와 리어가이드 갭부(214)를 잇는 가상선(L)을 중심으로 그 하부에 저압부가 형성되고 그 상부에 고압부가 형성될 수 있다.
물론, 이 경우 상기 크로스플로우 팬(210)을 중심으로 흡입공기와 토출공기가 명확하게 구분되는 바, 이들을 임의로 분리시키기 위한 별도의 세퍼레이터는 필요치 않다.
이하, 본 발명의 제2 실시예에 따른 패키지 에어컨의 실내기와 종래 시로코 팬을 적용한 패키지 에어컨의 실내기를 소비전력 측면에서 비교하면 다음과 같다.
Type Flow rate(CMM) Rev.(rpm) Power(Watt)
Sirocco Fan 18.9 561 151.0
15.2 461 121.9
12.5 383 105.5
Crossflow Fan 11.3 1013 94.2
10.6 932 77.1
표 3의 데이터는 시스템의 다른 조건은 모두 동일한 상태에서 본 발명의 제2 실시예에 따른 크로스플로우 팬과 종래 시로코 팬을 각각 적용하여 얻어낸 수치이다.
표 3에 따르면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 크로스플로우 팬의 경우, 회전수가 너무 높아 시로코 팬과 같은 풍량을 생산할 수는 없으나 소비전력 측면에서는 상당부분이 절감됨을 알 수 있다. 일례로, 본 발명의 제2 실시예에 따른 크로스플로우 팬이 11.3 CMM의 풍량을 생산하기 위해 94.2 Watt의 전력을 소비하는데 비해, 종래 시로코 팬의 경우 12.5 CMM의 풍량을 생산하기 위해 105.5 Watt의 전력을 소비한다. 비록 동일한 풍량에서 양자의 소비전력을 비교할 수는 없지만, 대략적으로 본 발명의 제2 실시예에 따른 크로스플로우 팬이 시로코 팬보다 적은 소비전력으로 비슷한 풍량을 생산할 수 있다.
한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 패키지 에어컨의 실내기에 있어서, 풍량이 적은 것은 상기 크로스플로우 팬(210)과 증발기(204) 사이의 거리가 가까워 크로스플로우 팬 자체가 흡입공기의 유로저항으로 작용하기 때문이다. 이 점을 고려하여, 상기 크로스플로우 팬의 설치 높이를 적절히 한다면 적은 소비전력으로 충분한 풍량을 생산할 수 있다.
[제3 실시예]
먼저, 도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 패키지 에어컨의 실내기를 도시한 측면도이다.
도 8에 도시된 바에 따르면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 패키지 에어컨의 실내기는 하단에 흡입그릴(inlet grill,3102)이 구비되고 상단에 토출그릴(oulet grill,303)이 구비되는 케이스(301)와, 상기 흡입그릴의 후방에 위치하는 케이스의 내부에 경사 설치되어 냉매의 기화열로서 실내공기를 냉각시키는 증발기(304)와, 상기 토출그릴의 후방에 구비되어 하부에서 공기를 강제 흡입한 후 토출그릴에 대향하는 측부로 토출하는 크로스플로우 팬(310)으로 구성된다.
이 때, 상기 패키지 에어컨의 실내기는 흡입그릴(302)이 케이스(301)의 정면과 양 측면 모서리에 모두 구비되는 삼면 흡입방식으로, 도 8에 도시된 흡입그릴은 일측면 모서리에 형성된 것이다.
상가 증발기(304)는 실외기의 응축기 및 압축기와 냉매관으로 연결되어 냉동사이클을 이루며, 그 상단은 케이스(301)의 정면에 하단은 케이스의 후면에 고정됨으로써 자연스럽게 경사 설치된다.
상기 증발기(304)의 하단에는 공기가 냉각되는 과정에서 증발기의 표면에서 생성된 다량의 응축수가 집수되는 드레인팬(drain pan,305)이 구비되고, 상기 드레인팬의 하단에는 별도의 드레인 파이프와 연결되는 응축수 배출구(305a)가 형성된다.
이 때, 상기 크로스플로우 팬(310)이 토출그릴(303)의 후방에 위치하는 관계로 인해, 상기 크로스플로우 팬의 저압부는 하부에 형성되어야 하고, 고압부는 상기 토출그릴에 대향하는 측부에 형성되어야 한다. 이를 위해, 상기 크로스플로우 팬(310)은 토출그릴(303)의 후방에 가로방향으로 위치하는 임펠러(311)와, 흡입공기의 토출경로를 형성하도록 소정 곡률을 가지며 상기 임펠러의 후방을 따라 토출그릴 측까지 위치하는 리어가이드(313)와, 흡입공기와 토출공기의 경계면을 형성하며 상기 임펠러의 상부에 위치하는 스태빌라이저(315)로 구성된다.
여기서, 상기 크로스플로우 팬(210)은 케이스(201)가 삼면 흡입 방식으로 이루어져 있기는 하지만, 공기를 흡입하는 것은 임펠러(211)를 통해 이루어짐으로 케이스(201)의 정면에서 직접 공기 흡입이 이루어지는 것은 아니다.
상기 크로스플로우 팬(310)에 있어서, 전술한 바와 같은 위치에 고압부와 저압부가 형성되기 위해, 상기 스태빌라이저(315)는 임펠러(311)의 회전축을 중심으로 전방 상부에 위치되어야 하고, 상기 리어가이드의 갭부(314)는 임펠러의 회전축을 중심으로 후방 하부에 위치되어야 한다. 이 때, 상기 스태빌라이저(315)는 토출그릴(303)의 하단과 나란한 높이에 위치됨이 가장 바람직하다. 한편, 상기 스태빌라이저(315)의 위치 및 경사정도는 앞에서 설명한 바와 같이 적절한 세팅각과 확산각에 의해 결정된다.
따라서, 상기 임펠러(311)가 반시계방향으로 회전한다고 가정하면, 상기 스태빌라이저(315)와 리어가이드의 갭부(314)를 잇는 가상선(L)을 중심으로 그 하부에 저압부가 형성되고 그 좌측부에 고압부가 형성될 수 있다.
물론, 이 경우 상기 크로스플로우 팬(310)을 중심으로 흡입공기와 토출공기가 명확하게 구분되는 바, 이들을 임의로 분리시키기 위한 별도의 세퍼레이터는 필요치 않다.
이하, 본 발명의 제3 실시예에 따른 패키지 에어컨의 실내기와 종래 시로코 팬을 적용한 패키지 에어컨의 실내기를 소비전력 측면에서 비교하면 다음과 같다.
Type Flow rate(CMM) Rev.(rpm) Power(Watt)
Sirocco Fan 18.9 561 151.0
15.2 461 121.9
12.5 383 105.5
Crossflow Fan 15.5 910 103.1
14.0 825 82.4
표 4의 데이터는 시스템의 다른 조건은 모두 동일한 상태에서 본 발명의 제3 실시예에 따른 크로스플로우 팬과 종래 시로코 팬을 각 적용하여 얻어낸 수치이다.
표 4에 따르면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 크로스플로우 팬의 경우, 종래 시로코 팬보다 동일 풍량을 생산하는데 있어서 훨씬 적은 소비전력이 소요됨을 알 수 있다. 일례로, 본 발명을 제3 실시예에 따른 크로스플로우 팬이 15.5 CMM의 풍량을 생산하기 위해 103.1Watt의 전력을 소비하는데 비해, 종래 시로코 팬의 경우 15.2 CMM의 풍량을 생산하기 위해 121.9 Watt의 전력을 소비한다. 비록 동일한 풍량에서 양자의 소비전력을 비교할 수는 없지만, 대략적으로 본 발명의 제3 실시예에 따른 크로스플로우 팬이 시로코 팬보다 훨씬 적은 소비전력으로 비슷한 풍량을 생산할 수 있다. 이것을 다르게 표현하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 패키지 에어컨은 종래와 같은 소비전력으로 훨씬 많은 풍량을 생산함으로써, 냉각효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 패키지 에어컨의 실내기를 첨부된 도면을 참조하여 상세하여 설명하였다. 앞에서 설명한 세 가지 실시예는 모두 패키지 에어컨의 실내기에 구비되는 송풍기로서 크로스플로우 팬을 적용하고 시스템 저항이 최소화되도록 상기 크로스플로우 팬을 배치하였다. 이에 따라, 상기 실 시예에 따른 패키지 에어컨의 실내기는 정도의 차이는 있으나 소비전력을 절감하고 소음을 감소시키는 장점을 제공함과 더불어 크로스플로우 팬 자체가 갖는 특성을 이용하여 전체 시스템을 박형화시킬 수 있는 장점을 제공한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 패키지 에어컨의 실내기를 풍량과 소비전력 및 소음 측면에서 서로 비교하여 가장 바람직한 형태의 것을 제시하면 다음과 같다.
Type Flow rate(CMM) Rev.(rpm) Noise(dBA) Power(Watt)
A 15.0 808 52.1 74.3
14.0 752 49.9 66.9
B 11.3 1013 55.7 94.2
10.6 932 53.8 77.1
C 15.5 910 59.5 103.1
14.0 825 56.6 82.4
표 5에 있어서, A형태는 본 발명의 제1 실시에에 따른 패키지 에어컨의 실내기이고, B형태는 본 발명의 제2 실시예에 따른 것이며, C형태는 본 발명의 제3 실시예에 따른 것이다. 이 때, 각 항목마다 제시된 데이터는 모두 동일한 크기의 케이스 내부에 각 실시예별로 크로스플로우 팬과 증발기가 배치된 상태에서 측정된 값이다.
표 5에 따르면, 비록 B형태의 경우 A형태나 C형태만큼의 풍량을 생산하지 못하는 관계로 인해 세 가지 형태를 동일 풍량에서 대비할 수는 없으나, 대략 유사한 풍량을 기준으로 세 가지 형태를 대비하면 A형태가 다른 형태에 비해 소비전력 및 소음 측면에서 유리함을 알 수 있다. 일례로, A형태의 경우 14.0 CMM의 풍량을 생산하는데 66.9 Watt의 전력을 소비하고 49.9 dBA의 소음을 야기하는 반면, B형태의 경우 11.3 CMM의 풍량을 생산하는데 94.2 Watt의 전력을 소비하고 55.7 dBA의 소음을 야기하며, C형태의 경우 14.0 CMM의 풍량을 생산하는데 82.4 Watt의 전력을 소비하고 56.6 dBA의 소음을 야기한다.
이러한 결과를 바탕으로 볼 때, 본 발명에 따른 패키지 에어컨의 실내기는 제1 실시예에 제시된 것이 소비전력과 소음 측면에서 가장 유리하고, 제3 실시예에 제시된 것이 그 다음으로 유리하다. 물론, 전술한 세 가지 형태 모두 종래 시로코 팬을 적용한 것보다 소비전력과 소음 측면에서 훨씬 유리하며, 이것은 이미 앞에서 설명하였다.
상기에서 몇몇의 실시예가 설명되었음에도 불구하고, 본 발명이 이의 취지 및 범주에서 벗어남없이 다른 여러 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 따라서, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구범위 및 이의 동등범위내의 모든 실시예는 본 발명의 범주내에 포함된다.
본 발명에 따른 패키지 에어컨의 실내기는 실내공기를 강제 흡입하여 증발기측으로 토출하는 송풍기로서 크로스플로우 팬을 적용함과 더불어 이를 시스템 저항이 최소화되도록 배치함으로써, 보다 많은 풍량을 생산할 수 있을 뿐만 아니라 소비전력과 소음을 현저하게 줄일 수 있는 장점을 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 패키지 에어컨의 실내기는 송풍기로서 크로스플로우 팬을 적용함에 따라, 전체 사이즈를 박형화시킬 수 있는 등 시스템의 디자인을 다양하게 설계할 수 있는 장점을 제공한다.

Claims (18)

  1. 상하단에 각각 토출그릴(oulet grill)과 흡입그릴(inlet grill)이 형성되어 실내공기의 순환공간을 형성하는 캐비넷;
    상기 캐비넷의 내부 상측에 경사지게 구비되며 실내공기를 냉매의 기화열에 의해 냉각시키는 증발기(evaporaotr);
    상기 캐비넷의 내부 하측에 구비되며 흡입그릴을 통해 실내공기를 강제 흡입하여 증발기 측으로 토출하며, 상기 흡입그릴을 통한 흡입공기와 증발기 측으로 향하는 토출공기가 동일 높이상에 공존하는 크로스플로우 팬(crossflow fan);
    상기 크로스플로우 팬의 상부와 증발기 사이에 구비되어 흡입공기와 토출공기의 간섭을 방지하는 세퍼레이터(separator)를 포함하는 패키지 에어컨의 실내기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 크로스플로우 팬은
    흡입그릴의 후방 소정 높이에 가로방향으로 위치하는 임펠러(impeller)와,
    상기 임펠러의 하부에 위치하며 흡입된 실내공기의 토출경로를 형성하도록 일정 곡률을 갖는 리어가이드(rearguide)와,
    상기 임펠러의 상부와 세퍼레이터 사이에 위치하며 임펠러로 흡입되는 공기와 임펠러로부터 토출되는 공기의 경계면을 형성하는 스태빌라이저(stabilizer)를 더 포함하는 패키지 에어컨 실내기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 임펠러의 회전축을 지나는 가상 수직선을 중심으로, 그 후방에 스태빌라이저가 위치하고, 그 전방에 임펠러까지 최단거리를 갖는 리어가이드의 갭부가 위치하는 패키지 에어컨의 실내기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 크로스플로우 팬은 리어가이드의 갭부와 스태빌라이저를 잇는 가상선을 중심으로, 그 전방에 실내공기가 흡입되는 저압부가 형성되고, 그 후방에 실내공기가 증발기 측으로 향하는 고압부가 형성되는 패키지 에어컨의 실내기.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 스태빌라이저의 하단과 임펠러의 회전축을 지나는 가상 수직선이 이루는 세팅각(setting angle)이 20°~60° 범위 내에 있는 패키지 에어컨의 실내기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 스태빌라이저의 세팅각이 40°인 패키지 에어컨의 실내기.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 스태빌라이저가 흡입그릴 측으로 기울어진 확산각(diffusing angle)이 0° ~ 40°범위 내에 있는 패키지 에어컨의 실내기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 스태빌라이저의 확산각이 20°인 패키지 에어컨의 실내기.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 스태빌라이저의 확산각과 동일한 각도로 세퍼레이터가 경사 설치되어 토출공기의 확산유로를 형성하는 패키지 에어컨의 실내기.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 세퍼레이터는 스태빌라이저의 상단으로부터 증발기 하단의 드레인팬까지 경사 설치되는 패키지 에어컨의 실내기.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 세퍼레이터는 스태빌라이저의 상단으로부터 흡입그릴의 상단까지 경사 설치되는 패키지 에어컨의 실내기.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡입그릴은 그 하단이 크로스플로우 팬의 리어가이드가 형성되는 높이까지 위치하는 패키지 에어컨의 실내기.
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