KR100868994B1 - 공기 조화기 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기 조화기 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 공기를 강제 송풍하는 송풍팬의 회전시 발생되는 소음이 저감되는 공기 조화기 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 공기 조화기는 외형을 형성하는 케이싱; 상기 케이싱 내부로 공기가 강제 송풍되도록 하는 송풍팬; 상기 송풍팬의 구동 주파수와 대응되는 주파수를 가지는 음파를 발생하여, 상기 송풍팬의 회전시 발생되는 소음을 제거시키기 위한 음파 발생부; 상기 음파 발생부에서 발생되는 음파에 의해서 소음이 제거되는 중에, 상기 케이싱 내부의 소음을 감지하는 소음 감지부; 및 상기 음파 발생부를 제어하는 제어부가 포함되며, 상기 제어부는 일차적으로 상기 송풍팬의 작동시 상기 음파 발생부의 작동을 제어하고, 이차적으로 상기 소음 발생부에서 감지된 소음값과 기준 소음값을 비교하여 비교 결과에 따라 상기 음파 발생부의 작동을 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 공기 조화기의 제어 방법은 공기 조화기가 작동되어 송풍팬이 구동되는 (a) 단계; 상기 송풍팬의 구동과 동시에 음파 발생부에서 상기 송풍팬의 요구 회전수와 대응되는 주파수를 발생시켜, 상기 송풍팬의 회전 소음을 제거시키는 (b) 단계; 상기 송풍팬의 회전 소음을 제거하는 중에, 상기 공기 조화기 내부에서 발생되는 소음을 감지하여, 감지된 소음값과 기준 소음값을 비교하는 (c) 단계; 및 상기 비교 결과에 따라, 상기 음파 발생부에서 발생되는 음파의 주파수가 조절되는 (d) 단계가 포함된다.

제안되는 바와 같은 본 발명에 의하면, 음파 발생부에서 송풍팬의 회전수에 대응되는 주파수를 가지는 음파를 발생시킴에 따라 상기 송풍팬의 회전시 발생되는 소음이 제거되는 효과가 있다.

송풍팬, 음파 발생부, 소음 감지부

Description

공기 조화기 및 그 제어 방법{Air conditioner and controlling method thereof}

도 1은 본 발명의 사상에 따른 공기 조화기의 단면도.

도 2는 상기 공기 조화기의 제어 구조를 보여주는 도면.

도 3은 본 발명의 사상에 따른 공기 조화기의 제어 방법을 보여주는 흐름도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

34 : 송풍팬 60 : 음파 발생부

70 : 소음 감지부 100 : 제어부

110 : 메모리부

본 발명은 공기 조화기 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 공기를 강제 송풍하는 송풍팬의 회전시 발생되는 소음이 저감되는 공기 조화기 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 공기 조화기는 실내의 공기를 용도, 목적에 따라 가장 적합한 상태로 유지하기 위한 가전기기이다. 이를테면, 여름에는 실내를 시원한 냉방 상태 로, 겨울에는 실내를 따뜻한 난방 상태로 조절하고, 또한, 실내의 습도를 조절하며, 실내의 공기를 쾌적한 청정 상태로 조절한다.

이러한 공기 조화기는 송풍팬의 회전에 의해서 내부로 흡입된 공기를 열교환기 내부를 유동하는 냉매와 열교환시켜, 공기의 온도를 상승 또는 하강시켜 실내 공간을 사용자가 원하는 온도로 유지하도록 구성된다.

그런데, 종래의 공기 조화기는 공기를 강제 유동시키기 위한 송풍팬의 회전시 발생되는 소음이 상당하며, 상기 송풍팬의 회전시 발생되는 소음은 상기 공기 조화기 전체에서 발생되는 소음의 대부분을 차지하게 된다.

그리고, 이와 같은 송풍팬의 회전 소음에 의해서 사용자는 불쾌감을 느끼게 된다.

본 발명은 상기된 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 송풍팬의 회전시 발생되는 소음이 저감되도록 하는 공기 조화기 및 그 제어 방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.

또한, 송풍팬의 회전수와 대응되는 음파에 의해서 송풍팬의 회전 소음이 상쇄되도록 구성됨으로써, 송풍팬의 회전 소음이 완전하게 제거되는 공기 조화기 및 그 제어 방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.

상기된 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공기 조화기는 외형을 형성하는 케이싱; 상기 케이싱 내부로 공기가 강제 송풍되도록 하는 송풍팬; 상기 송풍팬의 구동 주파수와 대응되는 주파수를 가지는 음파를 발생하여, 상기 송풍팬의 회전시 발생되는 소음을 제거시키기 위한 음파 발생부; 상기 음파 발생부에서 발생되는 음파에 의해서 소음이 제거되는 중에, 상기 케이싱 내부의 소음을 감지하는 소음 감지부; 및 상기 음파 발생부를 제어하는 제어부가 포함되며, 상기 제어부는 일차적으로 상기 송풍팬의 작동시 상기 음파 발생부의 작동을 제어하고, 이차적으로 상기 소음 발생부에서 감지된 소음값과 기준 소음값을 비교하여 비교 결과에 따라 상기 음파 발생부의 작동을 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 공기 조화기의 제어 방법은 공기 조화기가 작동되어 송풍팬이 구동되는 (a) 단계; 상기 송풍팬의 구동과 동시에 음파 발생부에서 상기 송풍팬의 요구 회전수와 대응되는 주파수를 발생시켜, 상기 송풍팬의 회전 소음을 제거시키는 (b) 단계; 상기 송풍팬의 회전 소음을 제거하는 중에, 상기 공기 조화기 내부에서 발생되는 소음을 감지하여, 감지된 소음값과 기준 소음값을 비교하는 (c) 단계; 및 상기 비교 결과에 따라, 상기 음파 발생부에서 발생되는 음파의 주파수가 조절되는 (d) 단계가 포함된다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 사상에 따른 공기 조화기의 단면도이고, 도 2는 상기 공기 조화기의 제어 구조를 보여주는 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 사상에 따른 공기 조화기는 외형을 이루는 케이싱(10)과, 상기 케이싱(10)의 전면에 회동 가능하게 결합되는 도어(20)와, 상기 케이싱(10) 내부로 실내 공기가 흡입되도록 하는 송풍부(30)와, 상기 송풍부(30)에 의해서 흡입된 공기와 내부의 냉매가 열교환되도록 하는 열교환기(50)와, 상기 송풍부(30)의 작동에 의해서 발생되는 소음을 저감시키는 소음 저감 장치가 포함된다.

상세히, 상기 케이싱(10)의 적어도 측면에는 실내 공기가 상기 케이싱(10) 내부로 흡입되도록 하는 흡입구가 형성되는 흡입 그릴(12)이 제공된다. 그리고, 상 기 케이싱(10)의 전면에는 상기 열교환기(50)를 통과하면서 열교환된 공기가 실내로 토출되도록 하는 토출구(14)가 형성된다. 본 발명에 있어서, 상기 흡입구(12)와 토출구(14)의 위치는 제한되지 아니함을 밝혀둔다.

한편, 상기 송풍부(30)는 팬 모터(32)와, 상기 팬 모터(32)의 구동에 의해서 회전되는 송풍팬(34)과, 상기 송풍팬(34)의 외측에 구비되어 상기 송풍팬(34)에 의해서 이동되는 공기의 흐름을 가이드하는 팬 하우징(36)이 포함된다.

그리고, 상기 열교환기(50)는 상기 케이싱(10) 내부에서 공기와의 접촉 면적이 증가되도록 경사지게 배치되며, 상기 열교환기(50)의 하측에는 상기 케이싱(10) 내부로 흡입된 공기가 상기 열교환기(50)를 통과하면서 응축됨에 따라 발생되는 응축수가 모이는 드레인 팬(40)이 구비된다.

이 때, 상기 드레인 팬(40)에 모인 응축수는 드레인 호스(미도시)에 의해서 외부로 배출될 수 있음은 물론이다.

한편, 상기 소음 저감 장치는 상기 송풍팬(34)의 요구 회전수에 대응되는 주파수가 저장되는 메모리부(110)와, 상기 송풍팬(34)의 회전시 발생되는 주파수와 대응되는 주파수를 가지는 음파를 발생시키는 음파 발생부(60)와, 상기 케이싱(10) 내부에서 발생되는 소음을 감지하기 위한 소음 감지부(70)와, 상기 소음 감지부(70)에서 감지된 소음값에 따라 상기 음파 발생부(60)의 작동을 제어하는 제어부(100)가 포함된다.

상세히, 상기 메모리부(110)에는 요구 회전수(rpm)로 회전되는 송풍팬(34)에서 발생되는 소음 주파수가 저장된다.

그리고, 상기 음파 발생부(60)는 상기 송풍팬(34)의 회전시 발생되는 소음 주파수와 대응되는 주파수를 가지는 음파를 발생시켜, 상기 소음 주파수가 상쇄되도록 한다.

이 때, 상기 음파 발생부로(60)는 스피커가 사용될 수 있다. 그리고, 상기 스피커는 상기 송풍팬(34)의 주위에 구비되는 것이 바람직하며, 일 례로 상기 드레인 팬(40)에서 연장 성형되는 지지부(42)에 지지될 수 있다. 그러나, 상기 스피커의 위치는 이에 한정되지 않는다.

한편, 상기 소음 감지부(70)는 상기 음파 발생부(60)에서 발생된 음파에 의해서 상기 송풍팬(34)의 회전에 의해서 발생되는 소음 주파수가 제거되는지 여부를 감지하기 위한 장치이다.

상세히, 상기 송풍팬(34)이 외부에서 입력된 조건에 대응되는 회전수로 정확하게 회전되는 경우에는 상기 음파 발생부(60)에서 발생되는 음파에서 의해서 상기 송풍팬(34)의 회전시 발생되는 소음이 제거된다. 여기서, 외부에서 입력된 조건에 대응하는 회전수는 모터의 회전수를 말한다. 따라서, 송풍팬(34)이 상기 팬 모터(32)에 정확하게 설치되는 경우, 상기 팬 모터(32)의 회전수와 상기 송풍팬(34)의 회전수는 동일하게 된다.

그러나, 상기 송풍팬(34)이 상기 팬 모터(32)에 정확하게 설치되지 않는 경우 상기 송풍팬(34)이 입력된 조건에 대응되는 회전수로 정확하게 회전되지 않게 되어, 상기 메모리부(110)에 저장된 주파수와 상기 송풍팬(34)의 실제 회전시 발생되는 주파수 간에 차이가 있을 수 있다. 즉, 상기 팬 모터(32)의 회전 수는 외부에서 입력된 조건에 대응되는 회전 수와 동일하게 되나, 상기 송풍팬(34)의 회전 수는 상기 팬 모터(32)의 회전수와 달라지게 된다.

이러한 경우에는 상기 음파 발생부(60)에서 발생된 음파에 의해서 상기 송풍팬(34)의 회전에 따른 소음이 제거되지 않을 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 상기 음파 발생부(60)에서 발생된 음파에 의해서 상 기 송풍팬(34)의 회전시 발생되는 소음이 저감되는지 여부를 상기 소음 감지부(70)에서 감지하도록 한다.

이 때, 상기 케이싱(10) 외부로 배출되는 소음은 실질적으로 상기 토출구(14)를 통하여 나오는 것이므로, 상기 소음 감지부(70)는 상기 토출구(14) 주위에 구비되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 소음 감지부(70)로는 마이크로폰(microphone)이 사용됨이 바람직하다.

여기서, 상기 제어부(100)는 상기 공기 조화기의 전체 작동을 제어할 수 있음은 물론이다.
그리고, 상기 케이싱(10) 내부에서 발생되는 소음은 대부분이 상기 송풍팬의 회전에 따른 소음이며, 특히, 공기가 송풍팬을 통과하는 과정에서 큰 소음이 발생된다.

도 3은 본 발명의 사상에 따른 공기 조화기의 제어 방법을 보여주는 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 사용자가 실내를 난방 또는 냉방시키기 위하여 공기 조화기의 전원을 인가하고 설정 온도를 입력하면, 상기 제어부(100)에서는 입력된 설정 온도를 유지하기 위하여 요구되는 요구 회전수로 상기 팬 모터(32)가 회전되도록 한다. 그러면, 상기 송풍팬(34)이 상기 팬 모터(32)에 의해서 회전된다(S1).

이 때, 상기 설정 온도에 대응되는 상기 송풍팬(34)의 요구 회전수는 상기 메모리부(110)에 저장되어 있음은 물론이다. 즉, 상기 요구 회전수는 제품의 제작시 미리 실험에 의해서 설정되며, 이러한 요구 회전수는 설정 온도 별로 테이블화 되어 상기 메모리부에 저장된다. 그리고, 상기 설정 온도가 입력되면, 상기 메모리부에 저장된 정보가 로딩되어 상기 제어부는 요구 회전수 대로 상기 팬 모터가 작동되도록 한다.

그러면, 상기 음파 발생부(60)는 상기 제어부(100)에 의해서 상기 송풍팬(34)의 요구 회전수에 대응되는 주파수를 가지는 음파를 발생시켜(S2), 상기 송풍팬(34)의 회전시 발생되는 소음을 제거한다. 여기서, 상기 요구 회전수에 대응되는 주파수 값은 메모리부에 저장되어 있음은 상술한 바와 같고, 또한, 상기 요구 회전수에 대응하는 주파수를 가지는 음파 정보는 상기 메모리부에 저장되어 있음은 용이하게 짐작할 수 있을 것이다. 그러면, 상기 제어부는 상기 메모리부에 저장되어 있는 정보를 로딩하여 상기 음파 발생부(60)의 작동을 제어한다.

이러한 소음 제거 과정에서, 상기 소음 감지부(70)에서는 상기 케이싱(10) 내부에서 발생되는 소음이 감지되며, 상기 제어부(100)에서는 감지된 소음값과 기준 소음값을 비교하는 과정이 수행된다(S3).

만약, 상기 감지된 소음값이 기준 소음값 이하에 해당되면, 상기 음파 발생부(60)에서 발생된 음파에 의해서 상기 송풍팬(34)의 회전시 발생되는 소음이 제거되었다고 판단되어, 상기 음파 발생부(60)에서 최초로 발생된 주파수를 일정하게 유지한다.

한편, 상기 감지된 소음값(db)이 기준 소음값(db)을 초과하면, 상기 음파 발생부(60)에서 발생된 음파에 의해서 상기 송풍팬(34)의 회전시 발생되는 소음이 제거되지 않았다고 판단된다. 여기서, 상기 소음 감지부(70)에서 감지되는 소음은 상기 송풍팬의 회전 소음 및 상기 음파 발생부에서 발생되는 소음이 동시에 감지될 수 있으며, 이러한 경우 상기 감지된 소음값은 기준 소음값을 초과하는 것은 용이하게 짐작할 수 있다. 그리고, 본 실시예에서 상기 소음 감지부는 그 자체적으로 상기 소음 정보를 감지할 수 있으며, 상기 제어부는 감지된 소음 정보를 기준 소음값과 비교한다.

그러면, 상기 제어부(100)는, 상기 음파 발생부(60)에서 요구 회전수로부터 일정 범위 내의 회전수에 대응되는 주파수를 가지는 음파를 발생하도록 한다(S4).

즉, 상기 요구 회전수로부터 일정 범위 내의 회전수에 대응되는 주파수를 가지는 음파를 발생시켜, 상기 송풍팬(34)의 실제 회전시의 주파수를 찾는 과정이 수행된다. 다시 말하면, 상기 음파 발생부는 요구 회전수에 대응하는 주파수를 가지는 음파에서 주파수가 가변된 음파를 발생시키게 된다. 따라서, 상기 음파 발생부에서 발생되는 음파는 주파수가 가변된 음파이다.

이 때, 상기 일정 범위 내의 회전수는 상기 요구 회전수의 대략 ±5% 범위 내 임이 바람직하다.

그리고, 상기 일정 범위 내의 회전수에 대응되는 주파수를 가지는 음파의 발생은 상기 범위 내에서 순차적으로 주파수를 증가시키거나 감소시키면서 이루어질 수 있다.

예를 들면, 상기 요구 회전수가 900rpm인 경우 상기 일정 범위 내의 회전수 는 855~945rpm이며, 상기 음파 발생부(60)에서 발생되는 음파의 주파수는 855rpm에 대응되는 주파수에서부터 순차적으로 증가되거나, 945rpm에 대응되는 주파수에서부터 순차적으로 감소되는 방향으로 발생될 수 있다.

이와 같이 상기 음파 발생부(60)에서 상기 일정 범위 내의 회전수에 대응되는 주파수를 가지는 음파를 발생시키는 과정에서, 상기 제어부(100)에서는 감지된 소음값과 기준 소음값를 비교하는 단계가 더 수행된다(S5).
만약, 감지된 소음값이 기준 소음값 이하가 되는 주파수(이하에서는 "소음 제거 가능 주파수"라 함)가 있는 경우, 상기 음파 발생부(60)에서는 상기 소음 제거 가능 주파수를 가지는 음파를 발생하게 된다(S6).

즉 상기 음파 발생부에서 주파수가 다른 음파를 순차적으로 발생시키다가 특정 주파수(소음 제거 가능 주파수)를 가지는 음파에 의해서 소음이 제거됨이 확인되는 경우, 상기 음파 발생부에서는 특정 주파수(소음 제거 가능 주파수)를 가지는 음파를 발생시키게 된다.

반면, 상기 일정 범위 내의 회전수에 대응되는 주파수를 가지는 음파를 발생시키는 과정을 거친 경우에도 상기 감지된 소음값이 기준 소음값을 초과된 상태를 유지하는 경우 상기 제어부(100)는 상기 송풍팬(34)의 작동 이상을 감지하여 상기 상기 음파 발생부(60)에서 경보음이 발생되도록 한다(S7).

이와 같이 상기 송풍팬(34)에 의해서 발생되는 소음이 상기 음파 발생부(60)에서 발생되는 음파에 의해서 제거됨에 따라 상기 공기 조화기의 작동시 발생되는 소음이 현저하게 감소되게 된다.

제안되는 바와 같은 본 발명에 의하면, 음파 발생부에서 송풍팬의 회전수에 대응되는 주파수를 가지는 음파를 발생시킴에 따라 상기 송풍팬의 회전시 발생되는 소음이 제거되는 효과가 있다.

이와 같이 송풍팬의 회전 소음이 감소됨에 따라 상기 공기 조화기의 작동시 발생되는 전체 소음이 현저하게 감소되게 된다.

또한, 소음 감지부에 의해서 감지된 소음값에 대응하여 음파 발생부에서 발생되는 음파가 조절되도록 구성됨에 따라 실제 송풍팬의 회전시 발생되는 소음을 더욱 정확하게 제거할 수 있는 효과가 있다.

Claims (12)

1. 외형을 형성하는 케이싱;

   상기 케이싱 내부로 공기가 강제 송풍되도록 하는 송풍팬;

   상기 송풍팬의 구동 주파수와 대응되는 주파수를 가지는 음파를 발생하여, 상기 송풍팬의 회전시 발생되는 소음을 제거시키기 위한 음파 발생부;

   상기 음파 발생부에서 발생되는 음파에 의해서 소음이 제거되는 중에, 상기 케이싱 내부의 소음을 감지하는 소음 감지부; 및

   상기 음파 발생부를 제어하는 제어부가 포함되며,

   상기 제어부는 일차적으로 상기 송풍팬의 작동시 상기 음파 발생부의 작동을 제어하고, 이차적으로 상기 소음 발생부에서 감지된 소음값과 기준 소음값을 비교하여 비교 결과에 따라 상기 음파 발생부의 작동을 제어하는 공기 조화기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어부는, 상기 비교 결과 감지된 소음값이 기준 소음값 이하에 해당하는 경우에는 상기 음파의 주파수를 유지시키도록 상기 음파 발생부를 제어하고,

   상기 감지된 소음값이 기준 소음값을 초과하는 경우에는 상기 송풍팬의 실제 회전 주파수를 찾도록 상기 음파 발생부의 작동을 제어하는 공기 조화기.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 제어부는, 상기 송풍팬의 실제 회전 주파수에 대응되는 주파수를 찾기 위하여, 상기 음파 발생부에서 상기 송풍팬의 요구 회전수로부터 일정 범위 내의 주파수를 가지는 음파를 순차적으로 발생시키도록 상기 음파 발생부를 제어하는 공기 조화기.
7. 공기 조화기가 작동되어 송풍팬이 구동되는 (a) 단계;

   상기 송풍팬의 구동과 동시에 음파 발생부에서 상기 송풍팬의 요구 회전수와 대응되는 주파수를 발생시켜, 상기 송풍팬의 회전 소음을 제거시키는 (b) 단계;

   상기 송풍팬의 회전 소음을 제거하는 중에, 상기 공기 조화기 내부에서 발생되는 소음을 감지하여, 감지된 소음값과 기준 소음값을 비교하는 (c) 단계; 및

   상기 비교 결과에 따라, 상기 음파 발생부에서 발생되는 음파의 주파수가 조절되는 (d) 단계가 포함되는 공기 조화기의 제어 방법.
8. 삭제
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 비교 결과 감지된 소음값이 기준 소음값 이하에 해당되는 경우에는 상기 음파의 주파수를 유지시키고,

   상기 감지된 소음값이 기준 소음값을 초과하는 경우에는 상기 송풍팬의 실제 회전 주파수를 찾는 과정이 수행되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어 방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 송풍팬의 실제 회전 주파수를 찾는 과정을 수행하여, 상기 송풍팬의 실제 회전 주파수를 찾은 경우에는, 상기 음파 발생부에서 상기 송풍팬의 실제 회전 주파수에 대응되는 주파수를 갖는 음파를 발생시키는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어 방법.
11. 제 9 항에 있어서,

    상기 송풍팬의 실제 회전 주파수를 찾는 과정을 수행하여, 상기 송풍팬의 실제 회전 주파수를 찾지 못한 경우에는 상기 음파 발생부에서 상기 송풍팬의 이상을 알리는 경보음이 발생되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어 방법.
12. 제 9 항에 있어서,

    상기 송풍팬의 실제 회전 주파수에 대응되는 주파수를 찾는 과정은, 상기 송풍팬의 요구 회전수로부터 일정 범위 내의 회전수에 대응되는 주파수를 가지는 음파를 순차적으로 발생시키는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어 방법.

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