KR100908259B1 - 공기조화기용 열교환소자 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소정 간격을 두고 적층구조로서 장착된 복수개의 방형 격판과, 상기 각 격판 사이의 공간마다 일방향 공기유로를 형성하도록 상기 각 격판의 양측변을 연결하는 복수개의 격벽을 구비함과 아울러, 상기 각 격벽이 각 층마다 상기 각 격판의 다른 양측변을 연결함으로써 상기 각 공기유로가 각 층마다 상호 직각되게 반복적으로 형성된 공기조화기용 열교환소자 조립체에 있어서, 상기 공기유로를 따라 이온풍을 발생시키도록 설치된 전기장 형성수단과; 상기 형성된 전기장의 이온풍 방향에 수직되게 자기장을 발생시키도록 설치된 자기장 형성수단을; 더 포함하는 구조를 제시함으로써, 공기조화기를 통과하는 유입공기와 유출공기 상호간의 열교환을 보다 효율적으로 할 수 있도록 한다.

열교환소자, 전기장, 자기장

Description

공기조화기용 열교환소자 조립체{HEAT EXCHANGE STRUCTURE IN AIR CONDITIONER}

도 1은 열교환소자 조립체가 장착된 공기조화기의 구조를 개략적으로 도시한 사시도

도 2는 열교환소자 조립체의 구조를 상세히 도시한 사시도

도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,

도 3은 제1실시예를 도시한 구성도

도 4는 제2실시예를 도시한 구성도

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

1 : 공기조화기 10 : 열교환소자 조립체

11 : 격판 12 : 격벽

13 : 공기유로 111,121 : 방전극

112,122 : 직류 전원 113.123,125 : 접지전극

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로서, 상세하게는, 공기조화기를 통과하는 유입공기와 유출공기 상호간의 열교환을 보다 효율적으로 할 수 있도록 하는 열교환소자 조립체에 관한 것이다.

공기조화기란, 일정한 실내 공간을 인간이 활동하기에 알맞은 온도, 습도, 기류(氣流) 분포로 조절하고, 동시에 공기 속의 먼지 등을 제거하는 장치를 말하는 것으로서, 일반적으로 공기의 냉난방장치를 포함하는 개념으로 사용된다.

본 발명은 상기와 같은 광의의 공기조화기의 개념 중, 냉난방장치의 효율을 증대시키기 위해, 내외부 공기가 직접적으로 혼합되는 것을 방지하면서도, 내외부 공기의 상호 접촉을 최대화함으로써 출입공기의 온도차를 최소화할 수 있도록 하는 구조의 열교환소자에 관한 것이다.

도 1은 열교환소자 조립체(10)가 장착된 공기조화기(1)의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 열교환소자 조립체(10)의 구조를 상세히 도시한 사시도이다.

도시된 바와 같이, 공기조화기용 열교환소자 조립체(10)는 소정 간격을 두고 적층구조로서 장착된 복수개의 방형 격판(11)과, 각 격판(11) 사이의 공간마다 일방향 공기유로(13)를 형성하도록 각 격판(11)의 양측변을 연결하는 복수개의 격벽(12)을 구비함과 아울러, 각 격벽(12)이 각 층마다 각 격판(11)의 다른 양측변을 연결함으로써 각 공기유로(13)가 각 층마다 상호 직각되게 반복적으로 형성된 구조를 취하고 있다.

또한, 각 격판(11)에 의한 전열면적을 확대하기 위해 각 공기유로(13) 방향의 투영면(投影面)이 파상(波狀)을 형성하도록 각 격판(12)의 상면에는 주름진 판 구조로서 전열면적 확대부(14)가 설치된다.

따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 서로 다른 성질의 공기가 서로 다른 공기유로(13A,13B)를 통해 열교환소자 조립체(10)를 통과하게 되는 경우, 이들 공기는 각 층을 구성하는 격판(11) 및 격벽(12)에 의해 직접적으로 혼합되지는 않으나, 격판(11) 및 전열면적 확대부(14)에 의해 접촉면적이 확대됨에 따라 상호 열전달이 활발하게 진행되므로, 상기 서로 다른 성질의 공기가 본 열교환소자 조립체(10)를 통과하면서 그 공기 사이의 온도차가 최소화될 수 있는 것이다.

이러한 구조의 열교환소자 조립체(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 공기조화기(1)에 장착되게 되고, 송풍팬(미도시)에 의해 실내외 공기가 열교환소자 조립체(10)를 서로 수직하게 통과하면서 상기와 같은 열교환을 일으키게 되는 바, 오염된 실내 공기가 실외로 배출되고 신선한 실외 공기가 실내로 유입되는 공기조화의 기본적 목적을 달성하면서도, 양 공기의 온도차가 최소화된 상태에서 공기의 출입이 이루어지도록 함으로써 냉난방장치의 효율적인 운용을 가능하게 하는 것이다.

즉, 겨울철과 같이 실내의 온도가 실외에 비해 높게 유지되어야 하는 경우에는, 유출되는 공기가 함유한 열이 열교환소자 조립체(10)에 의해 유입되는 공기에 전달되므로 그만큼 난방장치의 구동을 절약할 수 있게 되고, 여름철과 같이 실내의 온도가 실외에 비해 낮게 유지되어야 하는 경우에는, 유입되는 공기가 함유한 열이 열교환소자 조립체(10)에 의해 유출되는 공기에 전달되므로 그만큼 냉방장치의 구동을 절약할 수 있는 것이다.

그런데, 상기와 같은 구조의 종래의 열교환소자 조립체에 있어서는, 단지 열교환소자 조립체의 공기유로에 공기가 강제 유입되도록 송풍팬이 장착된 구조를 취하고 있었을 뿐, 그 공기유로에 유입된 공기의 흐름을 보다 효율적으로 제어함으로써 열전달 효과를 향상시킬 수 있는 수단 등에 관한 고려가 없었는 바, 효율적이지 못한 구조라는 비판이 있어 왔다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하여, 공기조화기를 통과하는 유입공기와 유출공기 상호간의 열교환을 보다 효율적으로 할 수 있도록 하는 열교환소자 조립체를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 소정 간격을 두고 적층구조로서 장착된 복수개의 방형 격판과, 상기 각 격판 사이의 공간마다 일방향 공기유로를 형성하도록 상기 각 격판의 양측변을 연결하는 복수개의 격벽을 구비함과 아울러, 상기 각 격벽이 각 층마다 상기 각 격판의 다른 양측변을 연결함으로써 상기 각 공기유로가 각 층마다 상호 직각되게 반복적으로 형성된 공기조화기용 열교환소자 조립체에 있어서, 상기 공기유로를 따라 이온풍을 발생시키도록 설치된 전기장 형성수단과; 상기 형성된 전기장의 이온풍 방향에 수직되게 자기장을 발생시키도록 설치된 자기장 형성수단을; 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기용 열교환소자 조립체를 제시한다.

여기서, 상기 전기장 형성수단은 상기 공기유로의 유입로 측에 설치된 방전 극과; 상기 방전극에 연결되어 직류 고전압을 인가하는 전원과; 상기 전원과 연결됨과 아울러 상기 공기유로의 유출로 측에 설치된 접지전극을; 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 전기장 형성수단은 상기 공기유로의 유입로 측에 설치된 방전극과; 상기 방전극에 연결되어 직류 고전압을 인가하는 제1전원과; 상기 방전극 및 제1전원과 연결된 제1접지전극과; 상기 격판 및 격벽에 연결되어 상기 방전극과 동일한 극성의 직류 고전압을 인가하는 제2전원과; 상기 제2전원에 연결된 제2접지전극을; 포함하여 구성될 수도 있다.

또한, 상기 자기장 형성수단은 상기 열교환소자 조립체의 상면, 하면, 또는 상하면에 설치된 평판자석에 의해 구성될 수 있다.

나아가, 상기 각 공기유로 방향의 투영면이 파상을 형성하도록 상기 각 격판의 상면에 주름진 판 구조로서 설치된 전열면적 확대부를 더 구비한 것이 바람직하다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시례에 관하여 상세히 설명한다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서, 도 3은 제1실시예를 도시한 구성도, 도 4는 제2실시예를 도시한 구성도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 공기조화기용 열교환소자 조립체는 기본적으로, 소정 간격을 두고 적층구조로서 장착된 복수개의 방형 격판(11)과, 각 격판(11) 사이의 공간마다 일방향 공기유로(13)를 형성하도록 각 격판(11)의 양측변을 연결하는 복수개의 격벽(12)을 구비함과 아울러, 각 격벽(12) 이 각 층마다 각 격판(11)의 다른 양측변을 연결함으로써 각 공기유로(13)가 각 층마다 상호 직각되게 반복적으로 형성된 구조를 취한다는 점에서 종래의 구조와 동일하다.

그러나, 상기 공기유로를 따라 이온풍을 발생시키도록 설치된 전기장 형성수단(111,112,113,121,122,123,124,125)과; 상기 형성된 전기장의 이온풍 방향에 수직되게 자기장을 발생시키도록 설치된 자기장 형성수단(201,202)을; 더 포함하여 구성된다는 점에서 특징을 갖는다.

즉, 자기장의 자기력 진행방향에 대해 수직으로 입사한 전자는 그 입사방향에 대해 수직 방향으로 원운동을 일으키는 성질을 이용하여, 상기 전기장 형성수단 및 자기장 형성수단에 의해 공기유로(13)를 통과하는 공기의 유동에 교란을 유발함으로써, 열전달 효과를 극대화하는 것을 기본적 기술적 사상으로 하는 것이다.

상기 자기장 형성수단은 열교환소자 조립체(10)의 상면에 평판자석(201)을 설치하거나, 하면에 평판자석(202)을 설치하거나, 상하면에 모두 설치함으로써 간단하게 구현할 수 있다.

상기 전기장 형성수단은 여러가지 방법에 의해 구현될 수 있는 바, 이하에서는 두가지 실시예를 제시한다.

첫째, 상기 전기장 형성수단은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 공기유로(13)의 유입로 측에 설치된 방전극(111)과; 상기 방전극(111)에 연결되어 직류 고전압을 인가하는 전원(112)과; 상기 전원(112)과 연결됨과 아울러 상기 공기유로(13)의 유출로 측에 설치된 접지전극(113)을; 포함하여 구성될 수 있다.

즉, 열교환소자 조립체(10)를 중심으로, 공기유로(13)의 입구 측에는 방전극(111)을 설치하고, 출구 측에는 접지전극(113)을 설치한 후, 전원(112)에 의해 직류 고전압을 가할 경우, 방전극(111)으로부터 접지전극(113)을 향하여 이온풍이 형성되며, 이는 상기 자기장 형성수단에 의해 형성된 자기장을 통과하면서 소용돌이를 발생시키므로, 공기유로(13)를 통과하는 공기의 열유동에 교란을 유발함으로써, 열전달 향상 효과를 얻게 되는 것이다.

둘째, 상기 전기장 형성수단은 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 공기유로의 유입로 측에 설치된 방전극(121)과; 상기 방전극(121)에 연결되어 직류 고전압을 인가하는 제1전원(122)과; 상기 방전극(121) 및 제1전원(122)과 연결된 제1접지전극(123)과; 상기 격판(11) 및 격벽(12)에 연결되어 상기 방전극(121)과 동일한 극성의 직류 고전압을 인가하는 제2전원(124)과; 상기 제2전원(124)에 연결된 제2접지전극(125)을; 포함하여 구성될 수 있다.

본 실시예는 열교환소자 조립체(10) 자체에 제2접지전극(125)을 연결함으로써, 상기 첫번째 실시예의 경우와 달리 별도의 접지전극용 구조물이 필요치 않다는 점에서 장점을 갖는다.

그러나, 방전극(121)에서 발생한 이온풍의 이온이 열교환소자 조립체(10)의 격판(11) 및 격벽(12)에 전달되는 과정에서, 먼지 기타 이물질이 격판(11) 및 격벽(12)에 달라붙어 이를 오염시키는 문제가 발생할 수 있다.

따라서, 본 실시예는 열교환소자 조립체(10)에 별도의 제2전원(124)을 연결하고, 그 격판(11) 및 격벽(12)에 상기 방전극(121)의 이온풍과 동일한 극성의 이 온풍을 발생하도록 함으로써, 위와 같은 문제점을 해소하도록 하였으며, 이러한 이온풍이 자기장 내에서 교란을 일으킴으로써 열전달 효과를 향상시킴은 첫번째 실시예의 경우와 같다.

이와 같은 구조를 바탕으로 하여, 종래의 구조와 같이, 각 공기유로(13) 방향의 투영면(投影面)이 파상(波狀)을 형성하도록 각 격판(12)의 상면에 주름진 판 구조로서 설치된 전열면적 확대부(14)를 더 구비하는 것이 보다 바람직함은 물론이다.

기타의 구조 및 작용원리는 종래의 구조와 동일하다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 서로 다른 성질의 공기가 서로 다른 공기유로(13A,13B)를 통해 열교환소자 조립체(10)를 통과하게 되는 경우, 이들 공기는 각 층을 구성하는 격판(11) 및 격벽(12)에 의해 직접적으로 혼합되지는 않으나, 격판(11) 및 전열면적 확대부(14)에 의해 접촉면적이 확대됨에 따라 상호 열전달이 활발하게 진행되므로, 상기 서로 다른 성질의 공기가 본 열교환소자 조립체(10)를 통과하면서 그 공기 사이의 온도차가 최소화될 수 있는 것이다.

이러한 구조의 열교환소자 조립체(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 공기조화기(1)에 장착되게 되고, 송풍팬(미도시)에 의해 실내외 공기가 열교환소자 조립체(10)를 서로 수직하게 통과하면서 상기와 같은 열교환을 일으키게 되는 바, 오염된 실내 공기가 실외로 배출되고 신선한 실외 공기가 실내로 유입되는 공기조화의 기본적 목적을 달성하면서도, 양 공기의 온도차가 최소화된 상태에서 공기의 출입이 이루어지도록 함으로써 냉난방장치의 효율적인 운용을 가능하게 하는 것이 다.

즉, 겨울철과 같이 실내의 온도가 실외에 비해 높게 유지되어야 하는 경우에는, 유출되는 공기가 함유한 열이 열교환소자 조립체(10)에 의해 유입되는 공기에 전달되므로 그만큼 난방장치의 구동을 절약할 수 있게 되고, 여름철과 같이 실내의 온도가 실외에 비해 낮게 유지되어야 하는 경우에는, 유입되는 공기가 함유한 열이 열교환소자 조립체(10)에 의해 유출되는 공기에 전달되므로 그만큼 냉방장치의 구동을 절약할 수 있는 것이다.

한편, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 자기장 형성수단(201,202) 및 전기장 형성수단(111,112,113,121,122,123,124,125)은 공기유로(13)를 통과하는 공기의 열유동에 교란을 일으킴으로써, 열전달 효과를 극대화할 수 있도록 한다.

본 발명은 공기조화기를 통과하는 유입공기와 유출공기 상호간의 열교환을 보다 효율적으로 할 수 있도록 하는 열교환소자 조립체를 제공한다.

Claims (5)

1. 소정 간격을 두고 적층구조로서 장착된 복수개의 방형 격판과, 상기 각 격판 사이의 공간마다 일방향 공기유로를 형성하도록 상기 각 격판의 양측변을 연결하는 복수개의 격벽을 구비함과 아울러, 상기 각 격벽이 각 층마다 상기 각 격판의 다른 양측변을 연결함으로써 상기 각 공기유로가 각 층마다 상호 직각되게 반복적으로 형성된 공기조화기용 열교환소자 조립체에 있어서,

   상기 공기유로를 따라 이온풍을 발생시키도록 설치된 전기장 형성수단과;

   상기 형성된 전기장의 이온풍 방향에 수직되게 자기장을 발생시키도록 설치된 자기장 형성수단;을 포함하며,

   상기 전기장 형성수단은

   상기 공기유로의 유입로 측에 설치된 방전극과;

   상기 방전극에 연결되어 직류 고전압을 인가하는 전원과;

   상기 전원과 연결됨과 아울러 상기 공기유로의 유출로 측에 설치된 접지전극을; 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기용 열교환소자 조립체.
2. 삭제
3. 소정 간격을 두고 적층구조로서 장착된 복수개의 방형 격판과, 상기 각 격판 사이의 공간마다 일방향 공기유로를 형성하도록 상기 각 격판의 양측변을 연결하는 복수개의 격벽을 구비함과 아울러, 상기 각 격벽이 각 층마다 상기 각 격판의 다른 양측변을 연결함으로써 상기 각 공기유로가 각 층마다 상호 직각되게 반복적으로 형성된 공기조화기용 열교환소자 조립체에 있어서,

   상기 공기유로를 따라 이온풍을 발생시키도록 설치된 전기장 형성수단과;

   상기 형성된 전기장의 이온풍 방향에 수직되게 자기장을 발생시키도록 설치된 자기장 형성수단;을 포함하며,

   상기 전기장 형성수단은

   상기 공기유로의 유입로 측에 설치된 방전극과;

   상기 방전극에 연결되어 직류 고전압을 인가하는 제1전원과;

   상기 방전극 및 제1전원과 연결된 제1접지전극과;

   상기 격판 및 격벽에 연결되어 상기 방전극과 동일한 극성의 직류 고전압을 인가하는 제2전원과;

   상기 제2전원에 연결된 제2접지전극을; 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기용 열교환소자 조립체.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 자기장 형성수단은

   상기 열교환소자 조립체의 상면, 하면, 또는 상하면에 설치된 평판자석인 것을 특징으로 하는 공기조화기용 열교환소자 조립체.
5. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 각 공기유로 방향의 투영면이 파상을 형성하도록 상기 각 격판의 상면에 주름진 판 구조로서 설치된 전열면적 확대부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 공기조화기용 열교환소자 조립체.

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