KR100677517B1

KR100677517B1 - 공기 조화기

Info

Publication number: KR100677517B1
Application number: KR1020057011159A
Authority: KR
Inventors: 최대환; 이경수; 엄윤섭; 구정환; 유준상
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-06-16
Filing date: 2002-12-17
Publication date: 2007-02-02
Also published as: KR20050084368A

Abstract

본 발명은 공기 조화기에 관한 것으로서, 실내기와 실외기가 일체로 형성된 일체형 공기 조화기에 관한 것으로서, 제 1 열교환기가 설치된 실내 공간부와 제 2 열교환기가 설치된 실외 공간부가 형성된 케이싱과; 상기 실외 공간부에 설치되어 외부공기를 제 2 열교환기를 통과시켜 열을 외부로 방출시키기 위하여 공기 유동을 발생시키기 위한 횡류 팬(cross flow fan)과; 상기 횡류 팬의 회전에 의하여 상기 케이싱의 저면부에 고인 응축수를 상기 제 2 열교환기에 튀도록 하는 응축수 비산수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기를 제공한다.

Description

공기 조화기{AIR CONDITIONER}

본 발명은 공기 조화기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실내기와 실외기가 일체로 형성된 공기 조화기에 관한 것이다.

공기 조화기는 일정한 공간을 인간이 활동하기에 알맞은 온도, 습도, 기류 분포로 조절하고, 동시에 공기 속의 먼지 등을 제거하는 장치를 말한다.

공기 조화기는 일반적으로 실내공기를 냉/난방하기 위한 실내기와 실내기에서 발생된 열을 실외로 방출/흡수하기 위한 실외기로 구성되며, 실내기 및 실외기는 상호 분리되어 설치되거나 일체로 설치될 수 있다.

특히, 실내기와 실외기가 일체로 형성된 공기 조화기는 일체형 또는 창문형 공기 조화기 (이하 일체형 공기 조화기) 라 한다.

도 1은 종래의 일체형 공기 조화기를 보여주는 종단면도이다.

종래의 일체형 공기 조화기는, 도 1에 도시된 바와 같이, 격판(11)에 의하여 분리 형성되는 실내 공간부(21)와 실외 공간부(31)를 가지는 케이싱(10)과, 상기 실내 공간부(21)에 설치되어 냉매를 고온고압으로 압축하는 압축기(12)와, 상기 실외 공간부(31)에 설치되어 상기 압축기(12)에 의하여 압축된 냉매를 냉각시키는 응축기(32)를 구비하는 실외기(30)와, 상기 실내 공간부(21)에 설치되어 응축기(32) 에서 응축된 냉매를 실내공기와 열 교환시키는 증발기(22)를 구비하는 실내기(20)를 포함하여 구성된다.

상기 격판(11)의 중심부에는 모터(13)가 설치되고 상기 모터(13)의 회전축(13a)의 실내 공간부(21) 쪽에는 실내공기를 흡입하여 상기 증발기(22)를 통과시키도록 공기 유동을 발생시키기 위한 송풍 팬(23)이 결합되고, 상기 모터(13)의 회전축(13a)의 실외 공간부(31) 쪽에는 외부의 공기를 흡입하여 상기 응축기(32)를 통과시키도록 공기 유동을 발생시키기 위한 냉각팬(33)이 각각 결합 된다.

상기 송풍 팬(fan; 23)은 일반적으로 터보 팬(turbo fan)이 사용되며, 냉각팬(33)은 축류 팬(axial fan)이 사용된다.

상기와 같은 구성을 가지는 종래의 일체형 공기 조화기는 전원이 인가되어 압축기(12)가 작동하면서 냉매를 압축하게 되고, 상기 압축기(12)에서 압축된 냉매는 응축기(32)를 통과하면서 상기 냉각팬(33)에 의하여 흡입된 외부공기로 열을 방출시키면서 냉각되게 된다.

응축기(32)를 통과하면서 냉각된 냉매는 증발기(22)로 흐르게 되고, 송풍 팬(23)에 의하여 흡입된 실내공기와 열교환을 하게 되면서 실내공기를 일정한 온도로 냉각시기키게 된다.

이때, 상기 증발기(22)의 표면에는 실내공기가 냉각되면서 그 표면에 응축수가 발생하게 된다.

공기 조화기는 일반적으로 작동 중에 발생하는 응축수를 외부로 배출하기 위하여 응축수배출장치(미 도시)를 구비하게 되며, 통상 케이싱(10)의 저면부(14)에 는 응축수가 실내 공간부(21)로부터 실외 공간부(31)로 원활하게 흐를 수 있도록 유로 (미 도시)가 형성된다.

즉, 상기 증발기(22)의 표면에 응축된 응축수는 상기 케이싱(10)의 저면부(14)로 흘러내리게 되고, 저면부(14)에 고인 응축수는 유로를 따라서 상기 실외 공간부(31)로 흐르게 된다.

실외 공간부(31) 내의 저면부(14)에 고인 응축수는 통상 응축수 배출장치(미 도시) 등에 의하여 외부로 배출되나, 일부는 상기 냉각팬(33)의 날개 끝에 설치되거나 별도로 설치된 비산장치(미 도시) 등으로 응축기(32)에 뿌려줌으로써, 상기 응축기(32)를 보다 효율적으로 냉각시키는 데 활용된다.

그런데, 일체형 공기 조화기는 별도로 설치를 위한 공간에 설치될 수 있으나, 그 용도상 일반적으로 창문에 설치되어야 하는데 상기와 같은 구조를 가지는 일체형 에어컨의 경우에는 일정 냉방능력을 가지는 상태에서 폭 또는 높이를 조절하는 데에 그 구조상의 한계를 가지고 있다.

즉, 종래의 일반적인 일체형 공기 조화기는 창에 설치됨에 따라서 그 설치조건이 까다로우며 외부 조망을 해치는 문제점을 가지고 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 높이를 자유롭게 조절할 수 있는 구조를 가지는 공기 조화기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 높이를 자유롭게 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 응축수를 이용하여 응축기를 보다 효율적으로 냉각시킬 수 있는 공기 조화기를 제공하는 데 있다.

[기술적 해결방법]

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명에 따른 공기 조화기는 제 1 열교환기가 설치된 실내 공간부와 제 2 열교환기가 설치된 실외 공간부가 형성된 케이싱과; 상기 실외 공간부에 설치되어 외부공기를 제2열교환기를 통과시켜 열을 외부로 방출시키기 위하여 공기 유동을 발생시키기 위한 횡류 팬(cross flow fan)과; 상기 횡류 팬의 회전에 의하여 상기 케이싱의 저면부에 고인 응축수를 상기 제2열교환기에 튀도록 하는 응축수 비산수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기를 제공한다.

[유리한 효과]

본 발명에 따른 공기 조화기는 그 높이를 줄임으로써 높이에 따른 설치조건에 제한받지 않는 이점을 갖는다. 또한, 작동 중에 발생하는 응축수를 활용하여 응축기의 냉각효율을 향상시키는 이점이 있다.

도 2는 본 발명에 따른 공기 조화기를 보여주는 종단면도이다.

도 3은 도 2의 공기 조화기의 III-III의 단면을 보여주는 단면도이다.

도 4는 도 2의 횡류 팬을 보여주는 사시도 이다.

도 5는 도 2의 슬링어 링 일 예를 보여주는 측면도이다.

도 6A, 도 6B, 도 6C는 각각 도 5의 슬링어 링의 VI-VI단면 형상을 보여주는 단면도이다.

도 7은 도 2의 슬링어 링의 다른 예를 보여주는 측면도와 정면도이다.

도 8A는 도 2의 슬링어 링의 또 다른 예를 보여주는 측면도이다.

도 8B, 도 8C는 각각 도 8A의 슬링어 링의 B-B와 C-C방향의 단면을 보여주는 단면도이다.

도 9와 도 10은 각각 본 발명에 따른 공기 조화기의 실외 공간부의 변형 례들을 보여주는 일부 종단면도들이다.

도 11A는 도 2의 스테빌라이저를 보여주는 평면도이고, 도 11B는 도 11A의 B-B방향의 단면을 보여주는 단면도이다.

도 12A는 도 2의 리어 가이드를 보여주는 정면도이고, 도 12B는 도 12A의 B-B 방향의 단면을 보여주는 단면도이다.

도 13A, 도 13B, 도 13C는 각각 도 9 또는 도 10의 프라텍터의 단면형상의 예들을 도시한 일부 절개도 들이다.

[발명의 실시를 위한 최선의 형태]

이하 본 발명에 따른 공기 조화기의 구성 및 작동에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명에 따른 공기 조화기에 관한 설명에 있어서 종래기술과 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하고 편의상 그 설명을 생략한다.

본 발명에 따른 공기 조화기는 도 2와 3에 도시된 바와 같이, 제 1 열교환기(220)가 설치된 실내 공간부(210)와 제 2 열교환기(320)가 설치된 실외 공간부 (310)가 형성된 케이싱(100)과, 상기 실외 공간부(310)에 설치되어 외부공기를 제2열교환기(320)를 통과시켜 열을 외부로 방출시키기 위하여 공기 유동을 발생시키기 위한 횡류 팬(cross flow fan; 330)과, 상기 횡류 팬(330)의 회전에 의하여 상기 케이싱(100)의 저면부(110)에 고인 응축수를 상기 제 2 열교환기(320)에 튀도록 하는 응축수 비산수단을 포함하여 구성된다.

상기 제 1 열교환기(first heat exchanger; 220)는 냉동사이클(refrigeration cycle)을 이루는 증발기(evaporator)로서 상기 제 1 열교환기(220)를 통과한 냉매를 압축하기 위한 상기 케이싱(100) 내에 설치된 압축기(130)와 연결된다.

상기 케이싱(100) 중 실내 공간부(210)에는 실내 공간부(310) 내의 공기 유동을 원활하게 하기 위한 에어 가이드(240)와 함께, 실내공기를 흡입하기 위한 흡입부(241)와 흡입된 공기를 다시 실내로 토출(discharge)하는 토출부(242)가 케이싱(100)의 벽면에 형성되게 되는데, 도 2에 도시된 바와 같이, 도면을 기준으로 흡입부(241)는 케이싱(100)의 저면부(110)에 형성되며, 토출부(242)는 케이싱(100)의 실내 쪽 정면에 형성된다.

그리고 상기 제 1 열교환기(220)는 그 설치 형태와 위치는 다양하게 구성될 수 있으며, 본 발명의 실시 예에서는 토출부(241)에 설치된다.

한편, 실내공기를 실내 공간부(210)로 흡입하여 다시 실내로 토출하기 위한 공기유동을 발생시키는 수단으로서 실내 공간부(210) 내에 팬(230)이 설치되며, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에서는 공기 조화기의 높이를 줄일 수 있 는 횡류 팬이 사용된다.

그리고 케이싱(100)의 실내 공간부(210)쪽 저면부(110)에서는 공기 조화기의 작동과정에서 제 1 열교환기(220)의 표면에서 발생한 응축수가 흘러내려 실외 공간부(310) 쪽으로 흐르도록 응축수 유로(미 도시)가 형성된다.

한편, 상기 실외 공간부(310)에는 공기 유동을 원할하게 하기 위한 에어 가이드(340)가 형성되는데, 상기 에어 가이드는 스테빌라이저(stabilizer; 341)와 리어 가이드(rear guide; 342)로 구성된다.

상기 스테빌라이저(341)는 횡류 팬(330)의 상측에 고정 설치되며, 상기 리어 가이드(342)는 실내 공간부(210)와 실외 공간부(310)로 분리하는 격벽(120)에 설치된다. 특히 상기 리어 가이드(342) 중 저면부(110)에 형성된 부분에서 에어 가이드(340)의 공기역학적 성능을 향상시키기 위하여 응축수가 에어 가이드(340)의 곡률을 왜곡하는 것을 배제하도록 응축수를 리어 가이드(342)와 후술할 토출부(343) 사이에 고이도록 돌출부(345)가 형성된다.

상기 스테빌라이저(341)는 그 단면형상이 필요에 따라서 다양하게 구성될 수 있으며, 도 9와 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 케이싱(100)에 고정 설치된다.

그리고 상기 실외 공간부(310)에는 실외공기를 흡입하기 위한 흡입부(344)와 흡입된 실내공기를 흡입하기 위한 토출부(343)가 케이싱(100)의 벽면에 형성되며, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에서는 흡입부(344)는 상측 또는 측면에 형성되고, 토출부(343)는 실외쪽 정면에 설치된다.

상기 제 2 열교환기(320)는 냉동사이클을 이루는 응축기(condenser)로서 흡 입부(344) 또는 토출부(343)에 설치되며 압축기(130)와 연결되어 압축기(130)에서 압축된 냉매를 실외공기와의 열교환(heat exchange)에 의하여 냉각하게 된다.

실외공기를 흡입하여 다시 외부로 토출하기 위한 공기 유동을 발생시키기 위한 횡류 팬(330)은 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 다수개의 날개(331)와 상기 날개(331)를 고정시키기 위한 격판부(332)로 구성되면 양측 끝에 있는 격판부(332)는 회전축(333)과 결합된다.

그리고 상기 횡류 팬(330)의 회전축(333)의 일단은 상기 실외 공간부(310)의 일측에 설치된 구동모터(335)의 회전축과 결합되고 타단은 케이싱(100)의 저면부(110)에 고정 설치되는 축 지지부(336)에 의하여 회전가능하게 지지된다.

상기 응축수 비산수단은 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 횡류 팬(330)의 격판부(332)의 외주면에 돌출 형성된 슬링어 링(360)으로 구성된다.

상기 슬링어 링(360)은 횡류 팬(330)의 격판부(332) 각각에 설치되거나 슬링어 링(360)의 설치로 인한 소요동력을 최소화하기 위하여 횡류 팬(330)의 양쪽 끝단부에 있는 격판부(332)에만 설치될 수 있다.

상기 슬링어 링(360)은 케이싱(100)의 저면부(110)에 고인 응축수에 잠기도록 설치되어(공기 조화기가 일정시간 이상 작동하게 되면 일정량 이상의 응축수가 상기 실외 공간부(310)의 케이싱(100)의 저면부(110)에 고이게 된다) 횡류 팬(330)의 회전과 함께 응축수를 제 2 열교환기(320)에 튀도록 한다.

특히, 상기 슬링어 링(330)은 응축수를 보다 잘 튀게 하기 위하여 반경 방향 단면 형상이 도 5와 6A와 6B에 도시된 바와 같이, 상기 격판부(332)에 연결된 부분 의 상기 횡류 팬(330)의 축방향 폭보다 상기 슬링어 링(360)의 끝 단부에서의 폭이 크게 형성되며, 그 형상이 T형, L형으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 슬링어 링(360)의 반경 방향 단면형상은 도 6C에 도시된 바와 같이, 외주부분이 상기 횡류 팬(330)의 축 방향으로 굽어진 형상을 이룰 수도 있으며, 그 표면에는 도 7에 도시된 바와 같이 다수개의 돌기(361)가 형성될 수 있다.

또한, 상기 슬링어 링(360)의 반경 방향 단면형상은 도 8A, 8B 및 8C에 도시된 바와 같이, 상기 격판부(332)에 연결된 연결부(360a)와, 상기 연결부(360a)보다 작은 두께를 가지고 상기 연결부(360a)로부터 반경 방향으로 연장형성되는 중간부(360b)와, 상기 중간부(360b)보다 큰 두께를 가지고 상기 중간부(360b)의 외주면에 연결형성된 끝 단부(360c)로 이루어질 수 있으며, 그 반경 방향 단면 형상은 H형상을 이룬다. 그리고 상기 슬링어 링(360)은 상기 슬링어 링(360)의 중심을 기준으로 원주방향으로 일정한 각도를 가지고 상기 끝 단부(360c)의 반경 방향 길이가 상기 연결부(360a)의 반경 방향 길이보다 튼 다수개의 돌기부(362)가 형성될 수 있다.

한편, 상기 스테빌라이저(341) 및 리어 가이드(342)가 형성하는 에어 가이드(340) 중 횡류 팬(330)이 위치하는 부분의 폭이 작을수록 송풍능력이 향상되는데 이를 위하여 스테빌라이저(341) 및 리어 가이드(342)는 횡류 팬(330) 쪽으로 보다 가까이 접근하여야 한다.

이를 위하여 상기 스테빌라이저(341) 및 리어 가이드(342)는 도 11A, 도 11B, 도 12A 및 도 12C에 도시된 바와 같이, 상기 슬링어 링(360)이 삽입될 수 있는 요홈부(341a, 342a)를 각각 형성함으로써 횡류 팬(330) 쪽으로 가깝게 형성하여 송풍능력을 향상시키는 것이 바람직하다.

한편, 상기 슬링어 링(360)의 표면에 묻은 응축수는 공기 유동에 의하여 제 2 열교환기(320) 및 토출부(343)를 통과하여 외부까지 튀게 되는데 이를 방지하기 위하여, 본 발명에 따른 공기 조화기는 도 9와 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 실외 공간부(310)에 고정 설치되며 상기 슬링어 링(360)에 묻은 응축수가 공기 유동에 의하여 상기 케이싱(100)의 외부로 튀는 것을 방지하기 위하여 상기 슬링어 링(360)의 외주부 일부가 공극을 두고 삽입되는 프라텍터(protector; 370)가 추가적으로 포함할 수 있다.

상기 프라텍터(370)는 도 9와 도 10에 도시된 바와 같이, 다양하게 케이싱(100)에 고정 설치될 수 있다.

그리고 상기 프라텍터(370)는 상기 횡류 팬(330)의 회전축(333)을 중심으로 호(arc) 형상으로 형성되며, 그 단면형상은 도 13A, 도 13B 및 도 13C에 도시된 바와 같이, L형, U형 또는 삼각형의 형상(371, 372, 373)을 이룰 수도 있다.

상기 L형 또는 U형의 프라텍터(371, 372)는 횡류 팬(330)의 양쪽 끝 단부에 위치한 슬링어 링(360)을 제외한 횡류 팬(330)의 중간 부분에 설치된 슬링어 링(360)에 설치되며, 슬링어 링(360)에 묻은 응축수가 공기 유동에 의하여 실외로 튀는 것을 방지하게 되며, 아울러 응축수 입자를 보다 작게 형성하여 제 2 열교환기(320)의 표면에 날아가도록 한다.

상기 삼각형 형상의 프라텍터(373)는 상기 횡류 팬(330)의 양쪽 끝 단부에 설치되며 경사면(373a)이 횡류 팬(330)의 중간 쪽으로 형성되어 응축수가 경사면 (373a)에 부딪쳐 그 입자를 작게 형성함과 아울러 제 2 열교환기(320) 쪽으로 날아가도록 한다.

한편 본 발명에 따른 공기 조화기 중 실외 공간부 부분은 실외기와 실내기가 일체로 형성된 일체형 공기 조화기뿐만 아니라 실외기의 설치조건에 따라서는 실외기와 실내기가 분리된 공기 조화기의 실외기에도 적용이 가능하다.

본 발명에 따른 공기 조화기는 실내기 및 실외기에 횡류 팬을 사용함으로써 그 높이를 줄임으로써 높이에 따른 설치조건에 제한받지 않는 이점을 갖는다.

또한, 횡류 팬에 슬링어 링을 설치함으로써 작동중에 발생하는 응축수를 활용하여 응축기의 냉각효율을 향상시키는 이점이 있다.

Claims

제 1 열교환기가 설치된 실내 공간부와 제 2 열교환기가 설치된 실외 공간부가 형성된 케이싱과, 상기 실외 공간부에 설치되어 외부공기를 제 2 열교환기를 통과시켜 열을 외부로 방출시키기 위하여 공기 유동을 발생시키기 위한 팬과, 상기 횡류 팬의 회전에 의하여 상기 케이싱의 저면부에 고인 응축수를 상기 제2열교환기에 튀도록 하는 응축수 비산수단을 구비하는 공기 조화기에 있어서,

상기 팬은 횡류 팬으로 구성되며, 상기 횡류 팬의 회전축의 일단은 상기 실외 공간부의 일측에 설치된 구동모터의 회전축과 결합되고 타단은 상기 케이싱의 저면부에 고정 설치되는 축 지지부에 의하여 회전 가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제 1항에 있어서,

상기 횡류 팬은 다수개의 날개와 상기 날개를 고정시키기 위한 격판부로 구성되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제 1항에 있어서,

상기 응축수 비산수단은 상기 격판부의 외주면에 돌출 형성된 슬링어 링(slinger ring)인 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제 3항에 있어서,

상기 슬링어 링은 상기 횡류 팬의 양측 끝단에 위치한 격판부에 설치되는 것 을 특징으로 하는 공기 조화기.
제 3항에 있어서,

상기 슬링어 링의 반경 방향 단면형상은 상기 격판부에 연결된 부분의 상기 횡류 팬의 축 방향 폭보다 상기 슬링어 링의 끝 단부에서의 폭이 큰 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제 5항에 있어서,

상기 슬링어 링의 반경 방향 단면형상은 T형인 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제 5항에 있어서,

상기 슬링어 링의 반경 방향 단면형상은 L형상인 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제 3항에 있어서,

상기 슬링어 링의 표면에는 다수개의 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제 3항에 있어서,

상기 슬링어 링의 반경 방향 단면형상은 외주부분이 상기 횡류 팬의 축 방향으로 굽어진 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제 3항에 있어서,

상기 슬링어 링의 반경 방향 단면형상은 상기 격판부에 연결된 연결부와, 상기 연결부보다 작은 두께를 가지고 상기 연결부로부터 반경 방향으로 연장형성되는 중간부와, 상기 중간부보다 큰 두께를 가지고 상기 중간부의 외주면에 연결형성된 끝단부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제 10항에 있어서,

상기 슬링어 링의 반경 방향 단면형상은 H형상을 이루는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제 10항에 있어서,

상기 슬링어 링은 상기 슬링어 링의 중심을 기준으로 원주방향으로 일정한 각도를 가지고 상기 끝단부의 반경 방향 길이가 상기 연결부의 반경 방향 길이보다 큰 다수개의 돌기부가 형성된 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제 3항에 있어서,

상기 실외 공간부에 고정설치되며 상기 슬링어 링에 묻은 응축수가 공기 유 동에 의하여 상기 케이싱의 외부로 튀는 것을 방지하기 위하여 상기 슬링어 링의 외주부 일부가 공극을 두고 삽입되는 프라텍터(protector)를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제 13항에 있어서,

상기 프라텍터는 상기 횡류 팬의 회전축을 중심으로 호(arc) 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.