본 발명에 따른 기류전환을 이용한 가정용 공조기는, 마름모 형태의 전열교환기를 공조기 본체의 중앙에 설치하고, 전열교환기의 일측면과 다른 일측면을 통하여 공기를 통과시켜 열교환시킬 수 있도록 2개의 공기유동통로를 공조기 본체 중심라인을 기준으로 만들고, 2개의 공기유동통로는 공기가 서로 통과되지 못하며 공기가 가지고 있는 열이 서로 전달되지 못하도록 단열된 격벽을 공조기 본체 중심라인에 설치하여 분리시키고, 서로 다른 측면에 다수의 공기관통구멍이 형성되어 서로 다른 성질의 공기가 대각선 방향으로 서로 직교하도록 통과하면서 열교환할 수 있는 전열교환장치와, 전열교환기를 중앙에 두고 단열된 유동통로 분리격벽으로 분리된 2개의 공기유동통로의 맨 앞쪽에 신선한 실외공기를 유입할 수 있는 외기 유입관과 오염된 실내공기를 유입할 수 있는 환기 유입관을 설치하고, 상기 유입관의 통로 내부에 각각 기류의 방향을 전환시킬 수 있는 유입기류전환장치가 설치되고, 기류가 전환된 공기를 전열교환기로 잘 전달될 수 있도록 기류분리격벽을 포함하는 공기유입장치와, 전열교환장치의 서로 다른 측면을 통과한 공기를 유입하여 냉동사이클의 냉동 및 응축과정을 수행할 수 있도록 하는 증발기와 응축기를 포함하는 열발생장치가 전열교환기의 바로 뒤쪽에 설치되고, 상기 열발생장치를 지나서 공조기의 마지막 끝단에 설치되고 실내로 공기를 공급할 수 있는 급기 유출관과 실외로 공기를 배출할 수 있는 배기 유출관이 설치되고 2개의 유출관 내부에 공기의 기류를 분리시킬 수 있는 기류분리격벽을 포함하고, 기류분리격벽을 통하여 기류를 적절하게 분리시킬 수 있는 유출기류전환장치가 설치되고, 공기를 송풍할 수 있는 팬 이 설치된 공기유출장치를 구비한다.
또한 본 발명에 따른 기류전환을 이용한 가정용 공조기는, 실외에서 유입되는 외기 및 실내에서 유입되는 환기에 포함된 먼지 및 이물질 등을 제거하기 위해 상기 공기유입장치의 유입관의 맨 앞에 설치된 필터를 더 포함한다.
또한 기류전환을 이용한 가정용 공조기는 유입 및 유출 기류전환장치와 바이패스댐퍼를 조작하기 위하여 설치된 기류전환 조작스위치와 바이패스댐퍼 조작스위치를 더 포함한다.
이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 기류전환을 이용한 가정용 공조기의 일실시예의 사시도이고, 도 2는 도 1의 외형도이며, 도 3은 도 1의 기류전환장치의 분해사시도이다.
본 발명의 가정용 공조기(100)는, 실외의 신선한 공기인 외기와 실내의 오염된 공기인 환기를 유입하는 공기유입장치(10)와, 실외에서 유입된 외기와 실내에서 유입된 환기 사이에서 열에너지를 교환하는 전열교환장치(20)와, 냉동기의 냉동사이클로부터 열에너지를 발생시키는 열발생장치(30)와, 공조기 내부의 전열교환기(21)로 열교환 되어 열발생장치(30)를 통과한 공기를 실외로 배출하고 실내로 공급하기 위한 공기유출장치(40)를 포함한다.
공기유입장치(10)는 앞쪽에 신선한 실외공기인 외기를 유입할 수 있는 외기 유입관(11)과 오염된 실내공기인 환기를 유입할 수 있는 환기 유입관(12)이 설치되 고, 각각의 유입관을 지나서 유입관 통로 안쪽에 유입되는 공기에 포함된 먼지 및 이물질 등을 제거하기 위한 공기필터(13)가 설치되어 있고, 공조기(100) 중앙에 설치되어 있는 전열교환장치(20)로 통하는 2개의 공기유동통로(22a, 22b)까지 외기와 환기의 기류방향을 계절에 따라서 바꿀 수 있는 유입기류전환장치(14)가 설치되고, 상기 유입기류전환장치(14)를 조작할 수 있는 기류전환 조작스위치(14a)와 기류전환 조작기어(14b) 및 기류전환댐퍼(14c, 14d)가 설치되어 있고, 기류가 전환된 공기를 전열교환장치(20)로 분리하여 안내할 수 있는 기류분리격벽(15)을 포함한다.
한편 전열교환장치(20)는 마름모 형상의 전열교환기(21)가 공조기(100) 본체의 중앙에 설치되고, 전열교환기(21) 좌우 양끝단의 꼭지점을 기준으로 공조기 내부의 유동통로를 2개의 공기유동통로(22a, 22b)로 분리시키고 있는 유동통로 분리격벽(24)이 전열교환기(21)를 사이에 두고 공조기 중심라인에 설치되고, 전열교환기(21)의 마름모 형상의 위아래의 꼭지점에 위치하여 공기유입장치(10)로 유입된 공기를 전열교환기(21)를 통과하지 않고 직접 열발생장치(30)로 공기가 흐를 수 있도록 공기흐름을 조절하는 바이패스댐퍼(23)가 설치되어 있고, 바이패스댐퍼(23)를 조작할 수 있는 바이패스댐퍼 조작스위치(23a, 23b)를 포함한다.
한편 열발생장치(30)란, 통상의 지식을 가진 자가 이해할 수 있는 일반적인 냉동기의 구성요소인 증발기(31)와 응축기(32)를 공조기 본체 중앙에 설치된 전열교환장치(20)를 지나서 2개의 공기유동통로(22a, 22b)에 설치하고, 냉동기의 구성요소 중에 증발기(31)와 응축기(32)를 제외한 나머지 구성요소들의 설치위치는 공조기(100)의 어느 위치에 설치하든 상관없고, 단지 증발기(31) 및 응축기(32)와 서 로 연결되어 있어서 냉동사이클을 구성하여 증발기(31)와 응축기(32)로부터 열을 발생시킬 수 있으면 된다.
한편 공기유출장치(40)는, 상기 열발생장치(30)를 지나서 공조기(100)의 마지막 끝단에 설치되고, 2개의 공기유동통로(22a, 22b)를 통과하여 지나온 공기를 각각 실외로 배출할 수 있는 배기 유출관(41)과 실내로 공급할 수 있는 급기 유출관(42)이 설치되어 있고, 배기 유출관(41)과 급기 유출관(42)의 통로 안쪽에 공기를 송풍할 수 있는 팬(43)이 설치되고, 팬(43)의 안쪽으로 유출되는 공기의 기류 방향을 실외와 실내로 계절에 따라 적절하게 조작할 수 있는 유출기류전환장치(44)가 설치되어 있고, 유출기류전환장치(44)를 조작할 수 있는 기류전환 조작스위치(44a)와 기류전환 조작기어(44b)가 설치되고 공기의 기류를 적절하게 차단하여 유출기류전환장치(44)의 기류전환 목적을 달성할 수 있도록 하는 기류전환댐퍼(44c, 44d)가 설치되어 있고, 열발생장치(30)를 통과하여 2개의 공기유동통로(22a, 22b)로 전달되어온 공기를 기류전환장치(44)로 계절에 따라 배기 유출관(41)과 급기 유출관(42)으로 공기를 분리하여 유도할 수 있는 기류분리격벽(15)을 포함한다.
도 3의 기류전환장치 분해 사시도를 구체적으로 설명하면, 외기 유입관(11), 환기 유입관(12), 배기 유출관(41) 및 급기 유출관(42) 내부에 각각 2개씩 있는 공기 유동통로를 일측면은 개방하고 다른 일측면은 폐쇄하면서 공기의 유동방향을 조절하는 기류전환댐퍼(14c, 14d, 44c, 44d)가 있고, 상기 기류전환댐퍼(14c, 14d, 44c, 44d)를 조작할 수 있는 조작스위치(14a, 44a)가 설치되어 있고, 기류전환댐퍼(14c, 14d, 44c, 44d)를 각각 서로 다른 방향으로 움직일 수 있도록 조작하는 조작 기어(14b, 44b)가 2개의 기류전환댐퍼 사이에 연결되어 있어서, 조작스위치(14a, 44a)를 시계방향으로 조작하면 조작스위치(14a, 44a)와 직접 연결되어 있는 일측의 기류전환댐퍼(14d, 44d)는 시계방향으로 움직이고, 또 다른 일측의 기류전환댐퍼(14c, 44c)는 조작기어(14b, 44b)의 작동으로 반시계방향으로 움직여서 2개의 기류전환댐퍼(14c, 14d)가 서로 다른 방향으로 움직여서 공기유동통로의 일측은 폐쇄하고 또 다른 일측은 개방시킬 수 있도록 한다.
도 4, 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 기류전환을 이용한 가정용 공조기의 작동상태를 나타낸 것으로, 계절에 따라 기류전환장치(14, 44)와 바이패스댐퍼(23)의 열림 상태를 나타낸 평면사시도이다.
본 발명의 가정용 공조기 작동상태를 구체적으로 설명하면, 먼저 겨울철 난방작동상태를 나타낸 도 4에서, 유입기류전환장치(10)의 조작으로 2개의 공기 유입관(11, 12)으로 일측의 외기 유입관(11)은 실외의 신선한 공기인 외기가 유입되고, 다른 일측의 환기 유입관(12)은 실내의 오염된 공기인 환기가 유입되어, 공조기 중심라인으로 분리된 2개의 공기유동통로(22a, 22b)를 통하여 각각 전열교환기(21)로 유입되고, 환기가 가지고 있는 열에너지를 외기로 회수하고, 열에너지를 회수한 외기는 다시 열발생장치(30)의 응축기(32)로 유입되어 냉동사이클의 응축과정을 거쳐 고온의 공기로 가열되어 공기유출장치(40)의 급기 유출관(42)을 통하여 실내로 공급되고, 상기 전열교환기에서 열을 빼앗긴 환기는 열발생장치(30)의 증발기(31)로 유입되어 냉동사이클의 증발과정을 거쳐 저온의 공기로 냉각되어 공기유출장치(40)의 배기 유출관(41)을 통하여 실외로 배출된다. 이러한 작동을 통하여 실내의 오염 된 공기를 실외로 배출하면서 실외의 신선한 공기를 가열하여 실내로 공급함으로써 실내를 쾌적한 상태로 난방 및 환기를 할 수 있다.
또한 다른 작동상태로, 여름철 냉방작동상태를 나타낸 도 5에서, 상기 도 4의 작동상태와 반대로 기류전환장치(14, 44)를 조작하여 공기 유입관(11, 12) 및 유출관(41, 42)의 유동통로가 난방작동상태와는 반대로 개방되고, 각각의 유입관으로 유입된 외기와 환기는 전열교환기(21)에서 서로 대각선 방향으로 직교하여 흐르면서 열교환 한 후 외기는 열발생장치(30)의 증발기(31)로 유입되어 냉동사이클의 증발과정을 거쳐 저온의 공기로 냉각되고, 환기는 응축기(32)로 유입되어 냉동사이클의 응축과정을 거쳐 고온의 공기로 가열된 후 유출기류전환장치의 조작으로 상기 도 4의 작동상태와는 반대로 개방된 유출관을 통하여 냉각된 외기는 급기 유출관(42)으로 실내에 저온의 신선한 공기를 공급하고, 환기는 배기 유출관(41)으로 오염된 실내공기를 실외로 배출한다. 이러한 작동을 통하여 실내의 오염된 공기를 실외로 배출하면서 실외의 신선한 공기를 냉각하여 실내로 공급함으로써 실내를 쾌적한 상태로 냉방 및 환기를 할 수 있다.
또한 다른 작동상태로서, 봄, 가을 외기냉방상태를 나타낸 도 6에서, 공기 유입관의 기류전환장치(14)의 조작상태는 상기 도 5의 냉방상태와 같이 외기 유입관(11) 및 환기 유입관(12)의 통로가 개방되고, 전열교환기(21)를 통하여 열교환할 필요가 없기 때문에 바이패스댐퍼(23)를 이용하여 전열교환기(21)의 열교환 통로를 차단하며, 이때 바이패스댐퍼(23)의 조작은 일측의 외기 유입통로의 바이패스댐퍼 조작스위치(23a)는 반시계 방향으로 조작하고, 또 다른 일측의 환기 유입통로의 바 이패스댐퍼 조작스위치(23b)는 시계방향으로 조작한다. 또한 이때 열발생장치(30)의 증발기(31)와 응축기(32)는 작동하지 않는다. 바이패스댐퍼(23)의 작동으로 전열교환기의 열교환 유동통로가 폐쇄되어 외기 유입관(11)으로 유입된 시원하고 신선한 공기인 외기는 공조기 본체 중심라인으로 분리된 일측의 공기유동통로(22a)를 통하여 직접 공기유출장치(40)의 급기 유출관(42)으로 유출되어 시원하고 신선한 공기를 실내에 공급하고, 환기 유입관(12)으로 유입된 실내의 오염된 공기인 환기는 또 다른 일측의 공조기의 공기유동통로(22b)를 통하여 직접 배기 유출관(41)으로 배출되어 실외로 실내의 오염된 공기를 배출함으로써, 시원하고 신선한 외기를 실내에 직접 공급하고, 오염되고 더운 실내공기를 실외로 직접 배출하여 실내를 쾌적한 상태로 냉방 및 환기를 할 수 있다.