KR100768452B1 - 냉,난방장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부 공간에 기계실과, 오염된 공기가 정화되는 정화실과, 공기실이 하부로부터 순차적으로 마련된 하우징; 상기 정화실의 후방측과, 공기실의 전방측 각각에 기울기를 가지고 설치되어 공기를 여과시키는 필터들; 정화실에 급수되는 세척수를 그 하부측 기계실에 설치된 저수조측으로 배수하되, 배수량이 급수되는 량보다 작게 구성되어 그 상부에 일정 수위로 세척수가 잔여토록 하는 배수관; 상기 정화실의 상부측에 벽면을 향하여 다수의 분사노즐이 설치되고, 저수조에 저수된 세척수를 펌프를 통해 상기 분사 노즐에 공급하여 정화실에 분사되도록 하되, 벽면에 충돌, 굴절되는 세척수는 미립자의 분무수로 정화실에 뿌려져 공기를 세척 정화시키는 정화수단; 상기 필터들 사이에 설치되며, 공기로부터 열을 빼앗거나 혹은 공기를 가열하는 열교환기; 실내 공기를 송풍하여 강제 대류가 이루어지도록 하는 송풍팬으로 구성되며, 여기서 상기 분무수는 필터 표면에 수막을 형성하여 정화실을 밀폐시켜 공기가 압축되도록 하고, 이 압력에 의해 수막이 터지면서 공기가 확산 팽창되며 공기 중에 포함된 이물질은 분리되고, 공기는 수분과 함께 열교환기로 이동하여 열교환이 이루어지도록 하는 기술적인 특징을 가지고 있다.

냉방, 공기조화, 세척수, 펌프

Description

냉,난방장치{air conditioner}

도 1은 본 발명에 따른 냉,난방장치의 시공 상태를 나타낸 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 냉,난방장치의 전단면도,

도 3은 본 발명에 따른 냉,난방장치의 평단면도,

도 4는 본 발명에 따른 냉,난방장치의 다른 실시예를 나타낸 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 하우징 101 : 기계실

102 : 정화실 103 : 공기실

110 : 펌프 111 : 흡입관

113 : 분사 노즐 120 : 저수조

131, 132 : 제1,2필터 140 : 열교환기

150 : 송풍팬

본 발명은 냉,난방장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 세척수를 이용하여 실내 공기를 정화시킴과 아울러 냉방 및 난방 효율을 향상시키고, 실내의 습도 조절이 가능하도록 하는 냉,난방장치에 관한 것이다.

일반적인 냉,난방장치 특히 냉방장치는 냉동 사이클을 이용하여 일반 가정이나 사무실, 공장 혹은 지하철과 같은 공공 장소의 실내 온도를 조절하고, 필터를 구비하여 공기 중에 포함된 각종 먼지 등을 정화시키고, 근래에는 제습 기능은 물론 난방시에는 냉매의 흐름을 반대로 작동되게 하여 난방도 가능하도록 구성되어 지고 있다.
통상 이러한 냉,난방장치는 설치 방법 및 실내외기의 구조에 따라 일체형, 분리형, 벽걸이형 등으로 분류되며, 실내기에는 송풍팬과 여과필터 그리고 공기로부터 열을 빼앗는 열교환기, 즉 냉방시에는 증발기로, 난방시에는 응축기로 작동되도록 설치되고, 송풍팬을 통해 실내 공기를 강제 순환시켜 열교환기에 의해 열교환이 이루어지도록 한 다음 실내로 송풍하여 공기 조화가 이루어지도록 하며, 실외기에는 상기와는 반대로 방열 즉 냉방시에는 응축기로, 난방시에는 증발기로 작동되도록 하는 열교환기가 설치되고, 이 열교환기에 외기를 송풍하여 냉방시 응축기를 냉각시키는 송풍팬 그리고 압축기가 설치된 구성으로, 이러한 강제 대류 과정에서 필터를 통과하며 먼지, 티끌 등이 걸러지도록 하고 있다.

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그런데, 이러한 방식의 종래 냉,난방장치는 효율적인 공기조화를 이루기 어려운 문제가 있다. 이를 테면 일반적인 냉방 장치는 압축 - 응축 - 팽창 - 증발이 이루어지도록 하는 일련의 과정을 통해 공기 중에 열을 증발기에서 빼앗아 냉방이 이루어지도록 하고 있으며, 난방시에는 냉방 또는 난방 전환스위치를 전환시켜 냉매의 흐름을 반대로 흐르도록 하여 실내기에 설치된 열교환기가 응축기의 역활을 하도록 하고, 실외기에 설치된 열교환기가 증발기의 역활을 하도록 하여 난방이 되도록 하고 있어, 반복적인 열 교환시 냉매가 쉽게 손실되고, 냉,난방 시간이 경과함에 따라 공기 중에 냉매, 즉 프레온 가스가 포함된 상태로 배출되어 악취가 발생하는 문제가 있다.

또한, 단순히 필터를 통해서만 공기 정화가 이루어지게 됨으로써, 시간이 경과 할 수록 정화 효율이 현격히 떨어지고, 제습 기능은 가질 수 있으나, 반대로 가습 기능을 가질 수 없어 특히 유아가 있는 가정에서는 별도로 가습기를 구비하여야 하는 문제가 있으며, 장치의 구조가 복잡하고 설치가 어려운 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 열교환이 이루어지기 이전에 세척수와 필터를 이용하여 공기 정화가 이루어지도록 하여 쾌적한 실내 공간이 유지되도록 하고, 정화 과정에서 세척수가 공기를 1차 냉각시켜 열 교환이 용이하도록 함으로써, 냉방 효율을 향상시킬 수 있는 냉,난방장치를 제공하는 데 있다.

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본 발명의 또 다른 목적은 공기를 정화하는 세척수를 이용하여 공기조화가 이루어지도록 함으로써, 실내의 습도 조절이 가능하고, 필터에서 거르지 못하는 각종 냄새를 효과적으로 제거할 수 있는 냉,난방장치를 제공하는데 있다.

이러한 본 발명의 목적은 실내기와 실외기로 구성되며, 상기 실외기는 케이싱의 내측에 압축기와 응축기 그리고 외기를 응축기측으로 송풍하여 냉각이 이루어지도록 하는 송풍팬으로 구성되며; 상기 실내기는, 내부 공간에 격벽과 경사판을 각각 설치하여 기계실과, 오염된 공기가 정화되는 정화실과, 정화된 공기의 흐름을 안내하며 배출구를 통해 정화된 공기를 실내로 공급하는 공기실이 하부로부터 순차적으로 마련된 하우징과; 상기 정화실의 후방측과, 공기실의 전방측 각각에 기울기를 가지고 설치되어 공기를 여과시키는 필터들과; 상기 경사판의 경사 단부에 설치되어 정화실에 급수되는 세척수를 그 하부측 기계실에 설치된 저수조측으로 배수하 되, 배수량이 급수되는 량 보다 작게 구성되어 경사판에 일정 수위로 세척수가 잔여토록 하는 배수관과; 상기 정화실의 상부측에 벽면을 향하여 다수의 분사노즐이 설치되고, 저수조에 저수된 세척수를 펌프를 통해 상기 분사 노즐에 공급하여 정화실에 분사되도록 하되, 벽면에 충돌, 굴절되는 세척수는 미립자의 분무수로 정화실에 뿌려져 공기를 세척 정화시키는 분사노즐과; 상기 필터들 사이에 설치되며, 공기로부터 열을 빼앗거나 혹은 공기를 가열하는 열교환기; 실내 공기를 송풍하여 강제 대류가 이루어지도록 하는 송풍팬으로 구성되며, 여기서 상기 분무수는 필터 표면에 수막을 형성하여 정화실을 밀폐시켜 공기가 압축되도록 하고, 이 압력에 의해 수막이 터지면서 공기가 확산 팽창되며 공기 중에 포함된 이물질은 분리되고, 공기는 수분과 함께 열교환기로 이동하여 열교환이 이루어지도록 하는 기술적인 특징을 가지고 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 첨부된 도 1은 본 발명에 따른 냉,난방장치가 설치된 상태를 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 냉,난방장치의 전단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 냉,난방장치의 평단면도를 나타낸 것이고, 도 4는 본 발명에 따른 냉,난방장치의 다른 실시 예를 나타낸 것이다.

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바람직하기로 본 발명의 냉,난방장치는 실내기(10)와, 실외기(20)로 분리 구성됨이 바람직하나, 필요에 따라서는 하나의 하우징에 일체로 실내,외기를 구성하는 한편, 난방장치로만 사용되는 경우에는 실내기만으로 구성될 수도 있다.
바람직하기로 상기 실내기는 실내 공기를 정화하는 정화실이 갖추어진 하우징과, 세척수를 순환시켜 공기 정화가 이루어지도록 하는 순환펌프로 이루어지는 정화수단과, 적어도 복수개 이상의 필터와 상기 제1필터의 하방측에 설치되는 증발기 혹은 응축기의 열교환기 및 공기를 강제 대류시키는 송풍팬으로 구성된다.

여기서 상기 송풍팬은 도면과 같이 정화된 공기를 흡출하여 배출함이 바람직하나, 경우에 따라서는 흡입구 측에 설치되어 실내 공기를 강제로 끌어들일 수도 있다. 물론 본 발명에서는 어떠한 방식도 적용될 수 있다.

또한 상기 실외기는 케이싱과, 대기와 열교환이 이루어지도록 냉방시에는 응축기로, 난방시에는 증발기로 작동되도록 하는 열교환기가 갖추어지며, 냉매를 압축시키는 압축기 그리고 외기를 송풍하여 열교환기를 냉각시키는 송풍팬이 갖추어진 구성이다.

도면에서 상기 실내기의 하우징(100)은 내부 공간에 경사판(104)과 격벽(106)을 설치하여 적어도 2단 이상, 바람직하게는 3단으로 구획된 구성으로, 하부로부터 상기 펌프(110)가 설치되는 기계실(101)과, 이 기계실(101)의 상부에 마련되는 공기 정화실(102) 그리고, 정화된 공기가 충진되도록 함과 아울러 그 흐름을 안내하는 공기실(103)이 순차적으로 마련된 구성이다.

상기 기계실(101)의 일측에는 세척수를 급수하여 공기 정화를 가능하게 하는 순환 펌프(110)가 장착되고, 그 대향측에는 세척수가 저수되는 저수조(120)가 구비된다. 함체 형상의 상기 저수조(120)는 기계실(101)의 바닥에 설치된 가이드 레일(121)을 따라 출입하나 경우에 따라서는 붙박이로 설치된 상태에서 배수 밸브(미도시)를 통해 수위를 조절할 수도 있다.

상기 저수조(120)의 상부측에는 배수관(105)이 위치하여 후술하는 정화실(102)에서 배수되는 세척수가 집수되도록 하며, 상기 펌프(110)에는 저수된 세척수를 흡입하는 흡입관(111)과 흡입관을 통해 흡입된 세척수를 정화실에 공급하여 분 사될 수 있도록 하는 공급관(112)이 연결된 구성이다.

또한, 상기 공급관에는 수위 조절 다시 말해, 정화실에 일정 수위 이상으로 세척수가 잔여하는 경우 이를 조절하는 조절관(112a)이 갖추어지는데, 이 조절관은 공급관을 따라 흐르는 세척수를 조작밸브(112b)의 개방을 통해 다시 저수조(120)측으로 유입시키는 구성이다.

기계실(101)의 상부측에 위치하는 상기 정화실(102)은 하부측의 경사판(104)과, 상부측의 격벽(106)에 의해 구획되어 마련되고, 상기 경사판(104)의 경사 단부측에는 상기 배수관(105)이 설치되고, 상기 격벽(106)에는 다수의 분사 노즐(113)이 설치되어 세척수가 분사되도록 하되, 상기 노즐(113)은 첨부된 도 3과 같이 격벽(106)의 상부측까지 연장된 공급관(112)과 연결된 구성이다.

여기서 상기 분사 노즐(113)은 그 분사 방향이 정화실(102)의 내측벽(102a)을 향하고 있어 분사되는 세척수가 내측벽과 부딪치며 굴절되고, 그 충돌에 의해 미립자의 분무수처럼 뿌려지도록 하여 정화실 전체에 고루 확산될 수 있도록 하며, 이 분무수에 의해 오염된 공기가 1차로 세척될 수 있도록 한다.

한편, 상기 배수관(105)는 그 배수 용량이 분사 노즐(113)을 통해 급수되는 급수량 보다 작게 구성되어 세척 과정에서 경사판(104)의 상부측에 일정 수위의 세척수가 잔여토록 하여 배수관을 통해서는 공기가 빠져 나가는 것을 방지한다.

상기 필터는 정화실(102)과 공기실(103) 각각에 설치되는 제1, 2필터(131)(132)로 구성된다. 먼저 제 1필터(131)는 공기가 빠져나가는 정화실(102)의 배출구측 격벽(106)과 경사판(104) 사이에 설치되는데, 상부는 격벽(106)의 대략 중앙 부위에, 하단부는 하우징(100)의 외벽면측에 근접되게 설치되어 소정의 기울기를 갖도록 하되, 상기 제 2필터(132)는 상기 제1필터(131)의 역방향 즉 대향지게 격벽(106)의 상면과 하우징(100)의 벽면에 걸처 설치된다.

여기서 상기 필터(131)(132)에 기울기는 주는 것은 벽면에 부딪쳐 분무수 형태로 미세화된 세척수가 제1필터(131) 표면에 뿌려져 수막이 형성되도록 함과 아울러, 공기의 흐름을 원활하게 하여 공기 정화효율을 향상시키고자 한 것이다.

또한, 상기 정화실(102)에 갖추어진 공기 유입구(10a)와 공기실(103)에 갖추어진 배출구(10b) 각각에 실내측과 연결되는 닥트(30)가 각각 연결된 구성이다.

상기 열교환기(140)는 냉방 또는 난방시 증발기 또는 응축기로 전환되어 제1필터(131)의 후방측에 위치하여 정화된 공기와 열교환하여 냉방이 이루어지도록 하거나 혹은 난방이 이루어지도록 한다.
즉, 냉방장치로 본 발명이 사용되는 경우에는 증발기로 전환되고, 난방장치로 사용되는 경우에는 응축기로 전환되는 것으로, 이들은 종래 냉,난방장치의 작동원리와 동일하며, 도면에는 도시되어 있지 아니하나 팽창 밸브 또한 갖추어져 있다.
상기 실외기(20)는 함체 형상의 케이싱(200)과, 이 케이싱의 내측에 설치되어 냉방 또는 난방시 응축기 또는 증발기 역할로 전환되어 열교환이 이루어지도록 하는 열교환기(210)가 갖추어지며, 냉매를 압축시키는 압축기(220), 그리고 외기를 송풍하여 열교환기에서 발생하는 열을 냉각시키는 송풍팬(230)으로 구성된다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명은 일반가정, 사무실, 공장 혹은 공공장소의 실내 혹은 실외에 설치되어 오염된 공기를 정화시킴과 아울러 냉방 혹은 난방이 가능하도록 하는 것으로, 그 동작과정을 설명하면 다음과 같다.

하우징(100)의 외측에 설치된 컨트롤 박스(미도시)를 조작하여 본 발명의 장치를 가동시키면, 송풍팬(150)과 펌프(110), 열교환기 등이 동작을 하게되고, 정화실(102)의 일측에 형성된 유입구(10a)를 통해 오염된 실내 공기가 유입된다.

공기가 유입됨과 동시에 순환 펌프(110)가 동작하여 저수조(120)로부터 세척수를 흡입하게 되고, 흡입된 세척수는 공급관(112)을 통해 노즐(113)에 공급되어 정화실(102)에 분사되는데, 이때 세척수는 정화실(102)의 내측벽(112a)측으로 분사되며 반사, 굴절되는 과정에서 그 충돌에 의해 미립자의 분무수 형태로 정화실 전체에 고루 퍼지면서 공기를 1차로 세척하게 된다.

분사 노즐(113)에 의해 분사되는 세척수는 하방의 경사판(104)을 따라 배수관(105)를 통해 저수조(120)측으로 유입되어 펌프(110)를 통해 순환이 가능하도록 하는데, 이때 배수관(105)의 배출 용량이 분사 노즐을 통해 분사되는 급수량 보다 작게 구성되어 경사판(105)에는 일정 수위로 세척수가 잔여하게 된다.

이러한 상태에서 분무화된 세척수는 제1필터(131)의 표면에 수막을 형성하게 되고 그에 따라 공기실은 순간적으로 밀폐되어 내부의 압력이 변화하게 된다.

이러한 현상은 공기의 흐름을 변화시키며 공기를 압축시키고, 그 압력에 의해 수막이 터지는 경우 순간적으로 압력이 낮아지는 현상이 반복되어 공기가 팽창, 압축되며 공기 중에 포함된 먼지, 티끌 혹은 각종 이물질이 수분과 함께 분리되고, 분리된 오염 물질은 하방으로 낙하하여 세척수게 침수됨으로써, 결국 순수한 공기만이 필터를 통해 배출되는 2차 정화 과정을 거치게 된다.

또한 상기 공기는 제 1, 2필터(31)(32)를 통과하며 3차 정화가 이루어져 청정 공기만이 공기실로 유입된다.

제1필터를 거친 공기는 열교환기에서 열을 빼앗긴 상태에서 제2필터를 통과하여 배출구를 통해 실내로 재 유입되는 과정으로, 열교환기에 따라 즉, 증발기 혹은 응축기에 따라 냉방 혹은 난방이 이루어진다.
물론, 냉방의 경우에는 증발기를 거친 냉매는 실외기에서 압축 - 응축을 거처 다시 팽창 밸브를 거처 증발기로 유입되는 순환과정을 거치게 된다.

한편, 첨부된 도 4는 본 발명의 다른 실시 예를 나타낸 것으로, 상기 하우징(100)을 기계실(110)과 정화실(120) 그리고 공기실(130)를 별도 구성하여 작업장에서 혹은 설치 현장에서 조립하게 되는데, 설치의 환경에 따라 선택적으로 설치된다. 예를 들어 기계실과 정화실은 외부에 공기실은 실내에 설치할 수 있도록 하되, 이들은 덕트 혹은 파이프에 의해 연결된다,

이상과 같이 본 발명은 실내기에 세척수를 이용한 정화수단과 필터를 구비하여 오염된 공기를 3차에 걸처 공기 정화가 이루어지도록 하여 청정한 실내 공기를 유지시키고, 난방 혹은 냉방에 따라 세척수의 온도를 조절하여 열교환 효율을 향상시키며, 또한, 공기 중에 포함되는 세척수의 포화상태를 조절하여 습도 조절이 용이한 효과를 가지고 있다.
또한 본 발명의 냉,난방 장치는 포화 상태의 공기로부터 열교환이 이루어지도록함으로써, 그 열교환 효율을 향상시키며 그에 따르는 냉매의 손실을 감소시키고, 공기 순환 과정에서 냉매, 즉 프레온 가스를 세척, 정화하여 악취가 발생되는 현상을 사전에 차단할 수 있는 발명인 것이다.
한편, 본 발명은 실내기를 분리 구성하여 시공 환경에 따라 혹은 실내 디자인에 따라 선택적으로 설치될 수 있도록 하며, 제작 및 시공에 따른 비용과 시간을 단축할 수 있는 발명인 것이다.

Claims (4)

1. (2회 정정) 하우징에 필터와 열교환기가 내장되어 공기유입구로 부터 유입되는 공기를 열교환하여 배출시키는 송풍팬으로 구성된 실내기와; 케이싱에 압축기, 열교환기, 송풍팬을 내장하여 열교환되도록 구성하는 실외기와; 냉방 또는 난방시 실내기와 실외기의 열교환기를 증발기 또는 응축기로 각각 전환되도록 하는 냉,난방장치에 있어서,

   내부 공간에 격벽과 경사판을 각각 설치하여 기계실과, 오염된 공기가 정화되는 정화실과, 정화된 공기의 흐름을 안내하며 배출구를 통해 정화된 공기를 실내로 공급하는 공기실이 하부로부터 순차적으로 구성된 하우징과;

   상기 정화실의 후방측과, 공기실의 전방측 각각에 기울기를 가지고 설치되어 공기를 여과시키는 필터들과;

   상기 경사판의 경사 단부에 설치되어 정화실에 급수되는 세척수를 그 하부측 기계실에 설치된 저수조측으로 배수하되, 배수량이 급수되는 량 보다 작게 구성되어 경사판에 일정 수위로 세척수가 잔여토록 하는 배수관과;

   상기 정화실의 상부측에 벽면을 향하여 다수 설치되어, 저수조에 저수된 세척수를 펌프를 통해 정화실에 분사되도록 하되, 벽면에 충돌, 굴절되는 세척수를 미립자의 분무수로 정화실에 뿌려져 공기를 세척 정화시키는 분사노즐과;

   상기 분무수는 필터 표면에 수막을 형성하여 공기실을 밀폐시켜 공기가 압축되도록 하고, 이 압력에 의해 수막이 터지면서 공기가 확산 팽창되며 공기 중에 포함된 이물질을 분리시키고, 공기는 수분과 함께 열교환기로 이동하여 열교환이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 냉,난방장치.
2. 삭 제.
3. (정 정) 제 1항에 있어서, 상기 세척수의 분무수에 의해 필터에 형성된 수막과 배수관의 상부측에 채워지는 세척수에 의해 정화실의 내부가 밀폐되고 그에 따라 압력이 변화되며 공기의 흐름 및 압력을 반복적으로 변화시켜 오염 물질이 분리, 정화되도록 하는 것을 특징으로 하는 냉,난방장치.
4. 삭 제.

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