KR100854324B1 - 천장형 공기조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉방능력의 손실없이도 전체적으로 적은 크기의 실내기를 갖는 천장형 공기조화기에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 천장내부에 설치되며, 실내와 연통되도록 저면에 형성되는 흡입구 및 토출구를 갖는 케이스; 상기 케이스 내부에 설치되며 토출되는 공기를 위한 유로를 형성하는 리어 가이드 및 스태빌라이저를 포함하여 실내공기를 흡입 및 토출하는 송풍팬; 상기 케이스 내부에 설치되며 상기 송풍팬을 통해 흡입된 실내공기를 냉각시키는 열교환기; 상기 열교환기 하단에 설치되며 열교환중 생성된 응축수를 집수하는 드레인 팬을 포함하는 천장형 공기조화기에 있어서, 상기 열교환기가 상기 송풍팬 자체 높이 이하의 높이를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 천장형 공기조화기를 제공한다.

천장형 공기조화기, 열교환기 높이

Description

천장형 공기조화기{CEILING-INSTALLED AIR CONDITIONER}

도 1은 본 발명에 따른 천장형 공기조화기의 실내기를 나타내는 측단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 천장형 공기조화기 실내기를 나타내는 저면 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 천장형 공기조화기 실내기의 다른 실시예를 나타내는 측단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

10 : 케이스 11a,11b : 토출구

12 : 흡입구 20 : 송풍팬

21 : 단위팬 21a : 경계판

21b : 블레이드 22 : 리어 가이드

23 : 스태빌라이저 24 : 모터

30 : 열교환기 31 : 평행부

32a,32b : 경사부 40 : 드레인 팬

50 : 차단판

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실내기가 천장에 설치되는 형태의 공기 조화기에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 실내의 쾌적한 환경을 조성하기 위해 실내공기를 냉방시키거나 또는 정화시켜 순환시키는 공기조절장치의 일종이다. 이러한 공기조화기는 냉동사이클(cooling cycle)을 구성하는 부품이 하나의 유니트(unit)에 구비되는 일체형과 2개의 유니트에 분리되어 구비되는 분리형으로 나눌 수 있다. 다른 한편으로 상기 공기조화기는 제품 형태에 따라 실내기를 벽에 거는 벽걸이형과 실내기를 바닥면에 설치하는 상치형과 실내기를 천장에 매달거나 천장 내부에 설치하는 천장형으로도 분류될 수 있다.

이 중에서도 천장 카세트형 공기조화기는 천장 내부에 설치되어 실내공기를 흡입 및 냉각 시켜 다시 실내에 공급하는 천장형 공기조화기의 일종이다. 상기 천장 카세트형 공기조화기는 앞서 언급된 분리형, 즉 압축기와 응축기 등을 내장하여 냉매를 압축 및 액화시키는 실외기(outdoor unit)와, 증발기 등을 내장하여 냉매를 증발시킴으로써 실내공기를 냉각시키는 실내기(indoor unit)로 이루어지는 것이 일반적이다.

한편, 최근 들어 사용자들의 요구를 반영하여 사용목적에 맞는 다양한 구조를 갖는 천장형 공기조화기가 개발되고 있다. 또한 동시에 성능향상 및 생산비용 절감을 위한 상기 천장형 공기조화기의 구조 개선도 지속적으로 이루어지고 있으며 이러한 개발 경향은 관련 기술의 발달로 인해 더욱 증가되는 추세이다.

본 발명은 이러한 경향을 따라 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 사용목적에 맞는 새로운 구조의 천장형 공기 조화기를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 천장내부에 설치되며, 실내와 연통되도록 저면에 형성되는 흡입구 및 토출구를 갖는 케이스; 상기 케이스 내부에 설치되며 토출되는 공기를 위한 유로를 형성하는 리어 가이드 및 스태빌라이저를 포함하여 실내공기를 흡입 및 토출하는 송풍팬; 상기 케이스 내부에 설치되며 상기 송풍팬을 통해 흡입된 실내공기를 냉각시키는 열교환기; 상기 열교환기 하단에 설치되며 열교환중 생성된 응축수를 집수하는 드레인 팬을 포함하는 천장형 공기조화기에 있어서, 상기 열교환기가 상기 송풍팬 자체 높이 이하의 높이를 갖도록 형성되어, 실내기 전체높이가 축소되는 것을 특징으로 하는 천장형 공기조화기를 제공한다.

상기 열교환기는 실질적으로 상기 케이스 바닥면에 평행하게 연장되는 평행부와 상기 평행부의 양쪽 끝단으로부터 상방향으로 소정각도를 경사지게 각각 연장되는 경사부들을 포함하여 이루어진다.

여기서 상기 열교환기 경사부의 경사각도는 50°-60°인 것이 바람직하며, 상기 토출구가 상기 열교환기의 경사부들에 인접하게 별도로 형성된다. 또한 상기 열교환기 경사부의 하부영역을 상기 송풍기 설치영역과 분리시키는 차단판을 더 포 함하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 실내기 전체높이가 더 축소될 수 있도록 상기 드레인 팬은 바람직하게는 상기 케이스 외부로 돌출되게 형성된다.

이하 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.

본 발명에 있어서, 상기 천장형 공기조화기의 실외기는 분리형 공기조화기의 일반적인 실외기와 동일한 구조를 가지므로 상세한 설명을 생략하며, 이하 상기 천장형 공기조화기의 실내기 구조를 첨부된 도면을 참조하여 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 천장형 공기조화기의 실내기를 나타내는 측단면도이며, 도 2는 본 발명에 따른 천장형 공기조화기의 실내기를 나타내는 저면 단면도이다.

상기 천장형 공기조화기의 실내기는 전체적으로 천장 내부에 설치되는 케이스(10), 상기 케이스(10)의 내부 일측에 설치되며 실내공기를 강제 흡입 및 토출하는 송풍팬(20) 그리고 상기 케이스(10)의 내부 타측에 설치되며 상기 송풍팬(20)에 의해 흡입된 실내공기를 냉각시키는 열교환기(30)로 이루어진다. 또한, 상기 천장형 공기조화기의 실내기는 상기 열교환기(30)의 하단에는 설치되며 열교환 과정 중 에 생성된 응축수를 집수하기 위해 상면이 개방된 박스형태를 갖는 드레인 팬(drain pan)(40)을 포함한다.

먼저 상기 케이스(10)는 상자형태(즉, 카세트 형태(cassette))를 가지며, 기본적으로 내부의 송풍팬(20)나 열교환기(30)와 같은 구성부들을 보호한다. 그리고 상기 케이스는 이의 저면에 형성되며 실내와 각각 연통되는 토출구(11) 및 흡입구(12)를 포함한다. 또한, 상기 케이스(10)의 외부에는 제어장치부(도시안됨)가 부착되며, 그 내부에는 외부 입력에 따라 상기 송풍기(20) 및 열교환기(30)등의 작동을 제어하는 제어기 및 관련부품들이 위치된다.

상기 송풍팬(20)은 본 발명에 있어서 횡류팬(cross-flow fan)이 되며, 상기 횡류팬은 축방향으로의 흡입흐름이 없는 대신 팬의 축에 수직한 평면 내에서 공기를 흡입 및 토출시킨다. 이러한 특성을 갖는 횡류팬은 일반적으로 고정압 대풍량을 생산할 수 있으며 축방향으로 고른 흐름이 발생되기 때문에 공기조화기, 특히 본 발명과 같은 천장형 공기조화기에 유리하다.

보다 상세하게는, 상기 횡류형 송풍팬(20)은, 상기 송풍팬(20)의 상세한 도시를 위해 열교환기(20)등의 일부 구성요소가 생략된 도 2에 도시된 바와 같이, 전체적으로 회전가능하도록 구동축에 의해 일측에 설치된 모터(24)에 직결된다. 또한 상기 송풍팬(20)은 환형의 경계판(21a)을 개재하여 직렬로 연결된 다수개의 단위팬(21)으로 구성된다. 그리고 각각의 단위팬(21)은 한쌍의 경계판(21a)과 상기 경계판들(21a)사이에서 이의 원주방향으로 배열되는 다수개의 블레이드(21b)를 포함한다. 또한 상기 송풍팬(20)은 횡류팬의 특성상 토출되는 공기를 안내하는 구조 인 리어 가이드(rear guide)(22) 및 스태빌라이저(stabilizer)(23)를 포함한다. 여기서 상기 리어 가이드(22) 및 스태빌라이저(23)는 도 1에 도시된 바와 같이 각각 상기 송풍팬(20)의 외각에 설치되는 판형 부재로 형성된다.

한편, 상기 횡류형 송풍팬(20)은 공기를 유동시키는 방식에 따라 장착된 기기의 흡입측에 인접하게 설치되는 흡입형(suction type) 또는 토출측에 인접하게 설치되는 토출형(discharge type)으로 분류될 수 있다. 본 발명에서는 후술되는 열교환기(30)의 구조에 적합하도록 토출형 횡류 송풍팬(20)이 적용되며 이에 따라 상기 흡입구(12)가 도시된 바와 같이 송풍팬(20)에 인접하게 형성된다. 이러한 송풍팬(20) 구조에 따라, 상기 리어 가이드(22)는 실내기 내부로 토출되는 공기를 안내하도록 소정 곡률에 따라 만곡되어 상기 열교환기(30) 부근까지 연장된다. 그리고 상기 스태빌라이저(23)는 상기 송풍팬(20)의 내부 및 주변영역에 발생하는 와류를 안정화시키고 상기 리어 가이드(22)와 함께 토출되는 공기를 위해 상기 열교환기(30)까지 연장되는 유로를 형성한다.

상기 열교환기(30)는 실외기에 구비된 압축기 및 응축기와 냉매관으로 연결되어 냉동사이클을 구성하는 증발기로서, 기본적으로 냉매관을 지나는 저온저압의 액냉매가 열교환 핀 사이를 지나는 실내공기의 열을 빼앗아 기화하면서 실내공기를 냉각시키게 된다. 이러한 기본 기능이외에도 본 발명에 있어서 상기 열교환기(30)는 설치에 요구되는 공간이 실질적으로 축소될 수 있도록 상기 송풍팬(30) 자체 높이 이하의 높이를 갖도록 형성된다. 즉, 상기 열교환기(30)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 케이스(10) 바닥면에 평행하게 연장되는 평행부(31)와 상기 평행부(31) 의 양쪽 끝단으로부터 상방향으로 소정각도(θ)로 경사지게 각각 연장되는 경사부(32a,32b)들을 포함하여 이루어진다. 여기서 상기 평행부(31)는 실질적으로 상기 송풍팬(20)과 대체적으로 공통의 수평면상에 위치되며 상기 각 경사부들(32a,32b)은 이러한 평행부(31)로부터 상기 송풍팬(20)의 전체 높이 이상으로 연장되지 않는다. 또한 상기 경사부들(32a,32b)은 전열면적을 증가시키기는 역할을 하게되나, 지나치게 경사지는 경우, 응축수가 자중에 의해 상기 경사부들(32a,32b)로부터 상기 드레인 팬(40) 외부로 낙하될 수 있다. 따라서 수평면에 대한 상기 경사부(32a,32b)의 경사각도(θ)는 열교환기(30)에서의 응축수 유동성을 고려하여 약 50°-60°로 설정되는 것이 바람직하다. 그리고 상기 드레인 팬(40)의 설치위치를 고려하여 상기 토출구(11a,11b)는 상기 열교환기(30)의 경사부들(32a,32b)에 인접하게 별도로 각각 형성된다.

한편, 상기 열교환기(30)의 구조상 상기 경사부들(32a,32b)의 하부영역과 상기 송풍기(20) 설치영역은 연통되게 되며, 이에 따라 작동중 유동간섭, 저항 및 소음이 발생될 가능성이 크다. 따라서 상기 리어가이드(22) 및 스태빌라이저(23)에 의해 형성되는 유로를 제외하고 상기 열교환기(30) 및 송풍팬(20)사이 공간을 분리시키기 위하여 차단판(50)이 설치되는 것이 바람직하다. 도 1에 도시된 바와 같이 이러한 차단판(50)은 송풍팬(20)측 경사부(32b)로부터 케이스(10)의 바닥면까지 연장되며 흡입된 공기가 상기 송풍팬(20)을 거치지 않고 직접 열교환기(30)쪽으로 유동하는 것을 방지한다.

끝으로, 상기 드레인 팬(40)은 작동중 계속적으로 발생되는 응축수를 배출하 기 위하여 일측에 연결되어 외부와 연통되는 배수관(도시안됨)을 포함한다. 또한, 상기 배수관에는 도시되진 않았으나 드레인 팬(40)내부의 응축수를 외부로 강제 배출하는 배수펌프가 연결된다.

앞서 설명된 평행부(31) 및 경사부들(32a,32b)을 포함하는 구성으로 인해 전열면적의 감소없이 열교환기(30)가 차지하는 공간이 실질적으로 감소되므로 도 1에 도시된 바와 같이 실내기는 전체 높이가 축소되게 설계될 수 있다.

한편, 도 3은 본 발명에 따른 천장형 공기조화기 실내기의 다른 실시예를 나타내는 측단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에서 상기 드레인 팬(40)은 상기 케이스(10) 외부로 돌출되게 형성된다. 이에 따라 실내기는 전체 높이가 추가적으로 축소되게 형성될 수 있다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 천장형 공기조화기의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저 상기 모터(24)에 의해 상기 송풍팬(20)이 회전하게 되면, 송풍팬(20) 내부에 와류가 생성되며, 이 와류에 의해 공기의 강제 유동이 발생한다. 보다 상세하게는, 회전중 상기 송풍팬(20)의 흡입측에 저압영역이 형성되며 토출측에 고압영역이 형성된다. 즉, 공기는 상기 저압영역을 통해 송풍팬(20)의 내부로 흡입된 후 회전하는 와류가 되어 리어가이드(22) 및 스태빌라이저(23)의 안내를 받으면서 고압영역을 통해 토출된다. 이와 같은, 송풍팬(20)의 작용에 의해 상기 케이스(10)의 저면에 형성된 흡입구(12)를 통해 강제 흡입된 실내공기는 실내기 내부에서 소정거 리를 유동한후 열교환기(30)를 지나면서 냉각되며, 이후 최종적으로 토출구(11a,11b)를 통해 소정의 실내공간에 투입됨으로써 냉방시키게 된다.

여기서 본 발명의 천장형 공기조화기는 앞서 설명된 구성에 의해 전체적으로 컴팩트하게 설계되므로 기타 다른 구조물들로 인해 비좁은 천장에 용이하게 설치되수 있다. 또한 열교환기(30)가 낮은 높이를 가지면서도 충분한 전열면적으로 가짐으로서 전체적으로 축소된 크기에도 불구하고 본 발명의 천장형 공기조화기는 충분한 냉방능력을 갖는다.

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 청구항 및 이의 동등범위내의 모든 실시예는 본 발명의 범주내에 포함된다.

본 발명에 따른 천장형 공기조화기의 효과를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서 열교환기는 전체 높이가 송풍팬 높이를 초과하지 않도록 형성된다. 동시에 상기 열교환기는 충분한 전열면적을 갖도록 설계되며, 송풍팬 및 차단판과 같은 다른 구성요소들은 이러한 열교환기가 적절한 열교환 작용을 수행할 수 있도록 보조한다. 따라서 본 발명에 따른 천장형 공기조화기의 실내기는 전체 높이를 축소시킴으로서 냉방능력의 손실없이 콤팩트하게 설계될 수 있다. 결과적으로 본 발명의 실내기는 비좁은 천장내에 용이하게 설치될 수 있으며, 실질적으로 사용 자의 편의를 증가시키는 효과를 가져온다.

Claims (7)

1. 천장내부에 설치되며, 실내와 연통되도록 저면에 형성되는 흡입구 및 토출구를 갖는 케이스;

   상기 케이스 내부에 설치되어 실내공기를 흡입 및 토출하는 송풍팬; 및

   상기 송풍팬에 의해 흡입된 실내공기를 냉각시키는 열교환기;를 포함하고,

   상기 열교환기는 상기 송풍팬의 높이보다 작은 높이를 갖도록 상기 케이스 바닥면에 평행하게 연장되는 평행부와 상기 평행부의 양쪽 끝단으로부터 상방향으로 소정각도 경사지게 연장되는 경사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 천장형 공기조화기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 열교환기에서 발생된 응축수를 집수하며, 상기 케이스 외부로 돌출되게 형성되는 드레인 팬을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 천장형 공기조화기.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 열교환기 경사부의 경사각도가 50°-60°인 것을 특징으로 하는 천장형 공기 조화기.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 토출구가 상기 열교환기의 경사부들에 인접하게 별도로 형성되는 것을 특징으로 하는 천장형 공기조화기.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 열교환기 경사부의 하부영역을 상기 송풍기 설치영역과 분리시키는 차단판이 설치되는 것을 특징으로 하는 천장형 공기조화기.
6. 제 2 항에 있어서,

   상기 흡입구가 상기 송풍팬에 인접하게 형성되는 것을 특징으로 하는 천장형 공기조화기.
7. 삭제

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