KR101088213B1 - 공기 필터 자동 청소 기능을 갖춘 실내 유닛을 구비한 공기 조화기 - Google Patents

공기 필터 자동 청소 기능을 갖춘 실내 유닛을 구비한 공기 조화기 Download PDF

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마사하루 에비하라
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츠토무 시미즈
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파나소닉 주식회사
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Abstract

공기 조화기의 실내 유닛 본체의 내부에 열교환기와 열교환기에서 열 교환된 공기를 실내에 불어내는 팬을 수용하고, 열교환기 상류 측의 본체에 공기 필터를 부착하였다. 또한, 공기 필터에 대향하는 흡입구를 갖추어 공기 필터에 부착된 먼지를 흡입하기 위한 흡인 노즐을 미끄럼 운동이 자유롭게 부착하고, 흡인 노즐에 연통해 공기와 함께 먼지를 흡인 배기하는 흡인 배기 장치를 설치하고, 흡인 노즐에 복수의 통풍로를 설치하였다.

Description

공기 필터 자동 청소 기능을 갖춘 실내 유닛을 구비한 공기 조화기{AIR CONDITIONER HAVING INDOOR UNIT WITH AUTOMATIC AIR FILTER-CLEANING FUNCTION}
본 발명은, 실내 유닛의 공기 흡입구에 설치된 공기 필터를 자동적으로 청소하는 기능을 구비한 공기 조화기에 관한 것이다.
종래의 공기 조화기는, 도 15 및 도 16에 나타낸 바와 같이, 본체(11)의 내부에의 먼지의 침입을 방지하기 위한 공기 필터(5)가 열교환기(10)의 전면(前面)에 설치되어 있으며, 공기 필터(5)는 부착된 먼지를 손으로 청소할 수 있도록 착탈(着脫)이 자유롭게 구성되어 있다.
또한, 공기 필터의 청소를 용이하게 한 공기 조화기로서, 회전 브러시(rotary brush)와, 회전 브러시를 회전이 자유롭게 지지하는 것과 더불어 그것을 덮는 브러시 커버(brush cover)와, 회전 브러시와 동축(同軸)에 설치된 피니언(pinion)으로서 이루어지는 필터 브러시를 구비하고, 전기 청소기의 흡입 노즐(nozzle)을 브러시 커버에 설치한 흡인구(吸引口)에 접속하고, 공기 필터 위를 이동시켜서, 공기 필터에 퇴적한 먼지를 회전 브러시로 긁어내면서 흡인하도록 한 것이 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
또한, 포집(捕集) 장치와, 청정 장치와, 흡입 기구와, 흡입 기구에 연결되는 담지(擔持) 빔(beam)과, 담지 빔에 접속된 호스(hose)와, 진공 발생기와, 진공 발생기의 흡인 측에 배치된 분리기 등으로 구성되어, 공기 필터에 부착된 먼지를 자동적으로 흡인하는 동시에, 그 먼지를 분리기에서 포집하도록 한 것도 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 2 참조).
또한, 벨트 형상의 공기 필터를 길게 설치한 구동 축 및 종동(從動) 축과, 구동 축을 구동하는 서보 모터(servo motor)와, 브러시와, 배기관(排氣管)에 배치된 먼지 센서 및 팬(fan)과, 공기 필터의 연속 사용 시간을 산출하는 연산 처리 수단과, 제어 수단을 구비하고, 벨트 형상의 공기 필터를 회전시키면서 브러시로 먼지를 제거하도록 한 것도 있다(예를 들면, 특허 문헌 3 참조).
(특허 문헌 1)
일본국 특개평11-226331호 공보(제2페이지, 도 1∼도 4)
(특허 문헌 2)
일본국 특개평1-75020호 공보(제1∼제9페이지, 도 4)
(특허 문헌 3)
일본국 특개평6-74521호 공보(제2페이지, 도 1)
그러나, 착탈 형식의 공기 필터를 구비한 종래의 공기 청정기에서는, 공기 조화기의 사용 빈도에 따라서 공기 조화기로부터 공기 필터를 떼어내, 물 세척 혹은 청소기 등으로 부착된 먼지를 청소한다고 하는 보수 정비를 정기적으로 할 필요가 있어 번거로웠다. 그리고 주기적인 보수 정비가 이루어지지 않았을 경우, 공기 필터에 먼지가 퇴적해 흡입 공기의 통기(通氣) 저항이 증대하기 때문에 공기 조화기의 성능이 저하하거나 소비 전력이 증대한다고 하는 과제가 있었다.
또한, 특허 문헌 1에 개시된 것에서는, 공기 필터를 청소할 때마다 전기 청소기를 꺼내, 그 흡입 노즐을 브러시 커버의 흡인구에 접속하고, 공기 필터 위를 이동시키지 않으면 안 되어, 대단히 수고와 시간을 필요로 한다고 하는 문제가 있었다.
또한, 특허 문헌 2에 기재된 필터 장치의 경우, 공기 필터에 부착된 먼지는 자동적으로 흡인되지만, 그 흡인된 먼지는 분리기에 포집되므로, 정기적으로 분리기에 퇴적한 먼지를 제거해서 처리할 필요가 있어, 번거로운 동시에, 그것을 소홀히 하면, 공기 필터에 부착된 먼지가 제거되지 않게 되고, 흡입 공기의 통기 저항이 증대해서 공기 조화기의 성능이 저하하거나, 소비 전력도 증대한다고 하는 과제가 있었다.
또한, 특허 문헌 3에 개시된 공기 조화기의 경우, 공기 필터의 전폭(全幅)과 대략 동일한 길이의 긴 브러시가 필요하게 되고, 또한, 공기 필터가 벨트 형상으로 되어 있기 때문에 두께가 증대되어, 본체의 깊이 크기가 커진다고 하는 과제가 있었다.
본 발명은, 종래 기술이 갖는 이러한 문제점을 감안해서 이루어진 것이며, 공기 필터의 청소나 보수 정비가 매우 용이해서, 공기 조화기의 충분한 성능을 유지하면서 소비 전력의 증가를 방지할 수 있는 공기 필터의 자동 청소 기능을 갖춘 실내 유닛을 구비한 공기 조화기를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 열교환기와 그 열교환기에서 열(熱) 교환된 공기를 실내에 불어내는 팬을 본체에 수용한 실내 유닛을 갖는 공기 조화기로서, 열교환기의 상류 측의 본체에 부착된 공기 필터와, 그 공기 필터에 대향하는 흡입구를 갖추어 공기 필터에 부착된 먼지를 흡입하기 위한 미끄럼 운동이 자유로운 흡인 노즐과, 그 흡인 노즐에 연통해 공기와 함께 먼지를 흡인 배기하는 흡인 배기 장치와, 그 흡인 배기 장치와 흡인 노즐을 연통하는 흡입 덕트(duct)를 구비하고, 흡인 노즐에 복수의 통풍로(通風路)를 설치한 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의해, 공기 필터의 청소를 자동적으로 실행할 수 있고, 공기 조화기의 충분한 성능을 유지하면서 소비 전력의 증대를 방지할 수 있다. 또한, 흡인 노즐의 선단(先端)까지 충분한 흡인력을 얻을 수 있고, 소출력(小出力)의 흡인 배기 장치로 필터의 전체 면을 빈틈없이 청소하는 것이 가능하게 된다.
또한, 복수의 통풍로 중, 통풍 저항이 큰 통풍로의 폭을 크게 하든가, 통풍 저항이 큰 통풍로에 연통하는 흡입구의 길이를 짧게 하거나, 혹은, 복수의 통풍로의 각각에 통풍로를 조르는 정류판(整流板)을 설치하면, 흡인 노즐 내의 통풍 저항을 더욱 균일화할 수 있어, 먼지 흡인 효율이 향상된다.
또한, 복수의 통풍로를 순차적으로 개폐하는 개폐 장치를 설치하면, 지극히 소출력인 흡인 배기 장치 출력으로 강한 흡인 성능을 발휘할 수 있다.
또한, 흡인 배기 장치의 출력을 가변(可變)으로 함으로써, 공기 필터에 부착되는 먼지의 양에 따라 흡인력을 변화시켜서 소비 전력을 필요 최소한으로 억제하거나, 혹은, 어떠한 이유로 흡인 노즐에 통풍 저항이 높은 통풍로가 이루어졌을 경우에도, 그 통풍로를 사용해서 흡인 청소할 경우에만 흡인력을 상승시킴으로써 공기 필터의 충분한 청소를 실행할 수 있다.
또한, 흡인 노즐에 흡입구와 흡입 덕트의 접속부와의 사이에 연장하는 격벽(隔壁)을 설치하고, 이 격벽에 형성된 관통구(貫通口)의 폭 혹은 격벽에 형성된 복수의 관통구의 면적을 접속부로부터 멀어짐에 따라 증대시키면, 작은 흡인력으로 확실하게 먼지를 흡인하는 것과 더불어, 흡인 노즐이 콤팩트(compact)하게 되어, 실내 유닛이 한정된 공간에 송풍 성능을 저하시키는 일이 없이 수용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시형태에 관련한 공기 조화기의 실내 유닛의 정면도.
도 2는 도 1에 있어서의 선 Ⅰ-Ⅰ에 따른 단면도.
도 3은 도 1에 있어서의 선 Ⅱ-Ⅱ에 따른 단면도.
도 4는 도 1의 실내 유닛에 설치된 필터 장치의 사시도.
도 5는 도 4의 필터 장치에 설치된 흡인 노즐의 종단면도(縱斷面圖).
도 6A는 본 발명의 제2실시형태에 관련한 공기 조화기의 실내 유닛에 설치된 흡입 노즐의 측면도.
도 6B는 도 6A의 흡입 노즐의 정면도.
도 7A는 흡입 노즐의 변형 예를 나타내는 도 6A에 있어서의 선 Ⅲ-Ⅲ에 따른 단면도.
도 7B는 흡입 노즐의 다른 변형 예를 나타내는 도 6A에 있어서의 선 Ⅲ-Ⅲ에 따른 단면도.
도 7C는 흡입 노즐의 더욱 다른 변형 예를 나타내는 도 6A에 있어서의 선 Ⅲ-Ⅲ에 따른 단면도.
도 7D는 흡입 노즐의 더욱 다른 변형 예를 나타내는 도 6A에 있어서의 선 Ⅲ-Ⅲ에 따른 단면도.
도 8은 본 발명의 제3실시형태에 관련한 공기 조화기의 실내 유닛에 설치된 필터 장치의 사시도.
도 9는 도 8의 필터 장치에 설치된 흡입 노즐의 측면도.
도 10은 흡입 노즐의 변형 예를 나타내는 측면도.
도 11은 흡입 노즐의 다른 변형 예를 나타내는 측면도.
도 12는 흡입 노즐의 더욱 다른 변형 예를 나타내는 측면도.
도 13은 본 발명의 제4실시형태에 관련한 공기 조화기의 실내 유닛에 설치된 흡입 노즐의 측면도이며, 특히 통풍로 A가 개방된 상태를 나타내는 도면.
도 14는 도 13과 마찬가지의 측면도이며, 특히 통풍로 B가 개방된 상태를 나타내는 도면.
도 15는 종래 공기 조화기의 실내 유닛의 정면도.
도 16은 도 15에 있어서의 선 Ⅳ-Ⅳ에 따른 단면도.
이하에, 본 발명의 실시형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다.
(제1실시형태)
도 1 내지 도 3은 본 발명의 제1실시형태에 관련한 공기 조화기의 실내 유닛 을 나타내고 있으며, 도 1은 실내 유닛의 정면도, 도 2 및 도 3은 각각 도 1에 있어서의 선 Ⅰ-Ⅰ 및 선 Ⅱ-Ⅱ에 따른 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 실내 유닛 본체(11)의 내부에는, 열교환기(10)와, 열교환기(10)를 통과해서 실내 공기를 받아들이고, 열교환기(10)에서 열(熱) 교환된 공기를 실내로 불어내기 위한 팬(14)과, 열교환기(10)의 상류 측에 배치된 필터 장치(1)가 수용되어 있으며, 본체(11)의 전면(前面)으로부터 상면에 걸쳐 형성된 복수의 흡입구(도시하지 않음)로부터 팬(14)의 동작에 의해 공기가 흡입되며, 공기 중에 떠도는 먼지는, 흡입구와 열교환기(10)와의 사이에 설치된 필터 장치(1)에 의해 제거된다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 필터 장치(1)는, 필터 프레임(2)과, 필터 프레임(2)에 부착된 공기 필터(5)와, 공기 필터(5)의 상류 측의 면을 따라 좌우 방향(수평 방향: 화살표 A)으로 미끄럼 운동이 자유로운 흡인 노즐(4)과, 필터 프레임(2)의 한쪽[본 실시형태에서는 하단(下端)]의 본체(11)에 부착되는 것과 더불어 흡인 노즐(4)의 일단(一端)이 기밀(氣密)을 유지하면서 미끄럼 운동이 자유롭게 접속된 흡입 덕트(3)와, 흡입 덕트(3)에 연결되어 공기와 함께 먼지를 흡인(吸引), 배기(排氣)하는 흡인 배기 장치(6)와, 일단이 흡인 배기 장치(6)에 연결되고, 타단(他端)이 실외에 개구한 배기 덕트(7)를 구비하고 있다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 흡인 노즐(4)은, 중간부가 굴곡(屈曲)된 세로 길이로 형성되어서 수직 방향으로 연장되고, 공기 필터(5)에 면하는 측에 2∼3mm 폭의 슬릿(slit) 형상의 흡입구(4a)가 설치되어 있다. 또한, 흡인 노즐(4)의 내부에는, 흡인 노즐(4)의 내부를 세로 방향으로 분리하는 복수(예를 들면, 6개)의 흡입 통풍로(4b)가 형성되어 있다.
흡인 노즐(4)을 좌우로 미끄럼 운동시키는 구동 수단은, 흡인 노즐(4)의 흡입 덕트(3) 측에 연결된 구동용 와이어(wire)(8)와, 구동용 와이어(8)를 구동하기 위한 구동 모터(9)로 구성되어 있다.
또한, 도 4에 나타내는 공기 필터(5)는 필터 프레임(2)에 착탈이 자유롭게 부착되어 있지만, 필터 프레임(2)은 본체(11)의 일부이어도 좋으며, 공기 필터(5)를 본체(11)에 고정하여, 착탈을 할 수 없는 구성으로 할 수도 있다.
상기 구성의 필터 장치(1)의 동작을 이하에서 설명한다.
공기 조화기의 운전 정지 후에, 흡인 배기 장치(6)가 운전을 시작하면, 흡입 덕트(3)에 연통하는 흡인 노즐(4)의 흡입구(4a)로부터 공기를 흡입하기 시작한다. 그리고, 공기 필터(5)의 일단 측에 위치하고 있었던 흡인 노즐(4)이, 구동 모터(9)에 연결된 구동용 와이어(8)에 의해 공기 필터(5)의 타단 측을 향해서 화살표 A의 방향으로 미끄럼 운동하면서, 공기 필터(5)의 표면에 부착된 먼지를 빨아들여, 배기 덕트(7)로부터 실외에 배출한다. 흡인 노즐(4)이 공기 필터(5)의 표면 전체를 청소하고, 공기 필터(5)의 타단 측에 도달하였을 때에 구동 모터(9)를 역회전시키면, 흡인 노즐(4)은 초기의 위치에 복귀하는 방향으로 이동해서, 재차 공기 필터(5)의 표면을 청소하는 것이 가능하게 된다.
여기서, 흡인 노즐(4)에 흡입된 공기는, 그 내부에 설치된 복수의 흡입 통풍로(4b)를 통과하기 때문에, 흡인 노즐(4)의 흡인력이 강화되어, 먼지 흡인 효율이 향상된다. 즉, 흡인 노즐(4)의 내부에 복수의 흡입 통풍로(4b)가 없을 경우, 흡입구(4a)에 있어서의 풍속은, 흡인 노즐(4)과 흡입 덕트(3)와의 접속부[흡인 노즐(4)의 하단부(下端部)]에 가까울수록 빠르고(따라서, 풍량(風量)이 많다.), 흡인 노즐(4)과 흡입 덕트(3)와의 접속부로부터 멀어짐에 따라 풍속(흡인 공기량)이 감소하지만, 흡인 노즐(4)의 내부에 복수의 흡입 통풍로(4b)를 설치함으로써, 흡입구(4a)의 세로 방향의 위치에 관계없이 공기는 흡인 노즐(4)에 대략 균등하게 흡인된다.
(제2실시형태)
도 6A 및 도 6B는, 본 발명의 제2실시형태에 관련한 공기 조화기의 실내 유닛에 설치된 흡인 노즐(4)을 나타내고 있으며, 흡인 노즐(4)의 흡입구(4a)와 흡입 덕트(3)의 접속부와의 사이에 세로 방향으로 연장하는 격벽(隔壁)(4c)이 설치되어 있으며, 격벽(4c)에는, 개구(開口) 폭이 흡입 덕트(3)의 접속부 근방은 작고, 접속부로부터 멀어짐에 따라 서서히 커지는 관통구(貫通口)(4d)가 형성되어 있다.
다른 구성은 제1실시형태와 동일하므로, 그 설명은 생략한다.
본 실시형태에 있어서는, 흡인 노즐(4)로부터 공기를 흡입하는 것에 즈음하여, 흡인 노즐(4) 내의 격벽(4c)에 개구 폭이 위쪽을 향해서 점차 증대되는 관통구(4d)가 형성되어 있기 때문에, 흡입구(4a)에 있어서의 풍속이 흡입 덕트(3)로부터의 거리에 관계없이 대략 균일하게 되어, 공기 필터(5)의 표면 전체에 부착된 먼지를 효율적으로 빨아 들일 수 있다. 따라서, 작은 흡인력으로 확실하게 먼지를 흡인할 수 있는 것과 더불어, 흡인 노즐(4)이 콤팩트하게 되어 실내 유닛의 한정된 공간에 송풍 성능을 저하시키는 일이 없이 수용될 수 있다.
도 7A는 흡입 노즐(4)의 변형 예를 나타내고 있으며, 도 6B에 나타내는 관통구(4d)를 복수(예를 들면, 2개)의 칸막이부(4e)에 의해 복수(예를 들면, 3개)의 관통구(4d1)로 분할한 것이다.
또한, 도 7B는 흡입 노즐(4)의 다른 변형 예를 나타내고 있으며, 관통구(4d2)의 폭을 흡인 노즐(4)과 흡입 덕트(3)와의 접속부로부터 멀어짐에 따라 단계적으로 크게 하고 있다.
또한, 도 7C는 흡입 노즐(4)의 더욱 다른 변형 예를 나타내고 있으며, 관통구(4d3)의 폭을 흡인 노즐(4)과 흡입 덕트(3)와의 접속부로부터 멀어짐에 따라 단계적으로 크게 하는 것과 더불어, 폭이 변하는 부분에 칸막이부(4e)를 설치한 것이다.
또한, 도 7D는 흡입 노즐(4)의 더욱 다른 변형 예를 나타내고 있으며, 도 7C에 나타내는 직사각형 관통구(4d3)에 대신해서 타원형의 관통구(4d4)를 채용하고, 그 면적을 흡인 노즐(4)과 흡입 덕트(3)와의 접속부로부터 멀어짐에 따라 크게 하고 있다.
또한, 도 7A, 도 7C 혹은 도 7D의 예에서는 격벽(4c)에 복수의 관통구[4d1( 4d3 혹은 4d4)]가 형성되어 있으며, 관통구의 면적은 흡인 노즐(4)과 흡입 덕트(3)와의 접속부로부터 멀어짐에 따라 증대하고 있다.
또한, 도 6B 혹은 도 7A 내지 도 7D 이외의 관통구를 채용하는 것도 가능하며, 개구 폭 혹은 개구 면적이 흡인 노즐(4)과 흡입 덕트(3)와의 접속부의 근방은 작고, 접속부로부터 멀어짐에 따라 커지는 형상이라면, 어떠한 형상을 이용해도 마찬가지 효과를 나타낼 수 있다.
(제3실시형태)
도 8은 본 발명의 제3실시형태에 관련한 공기 조화기의 실내 유닛에 설치된 필터 장치(1)를 나타내고 있으며, 이 필터 장치(1)는, 상술한 제1실시형태 혹은 제2실시형태의 필터 장치(1)에 설치된 흡입 덕트(3)에 대신해서 굴곡 자재의 흡입 덕트(15)에 의해 흡인 노즐(4)과 흡인 배기 장치(6)를 연결하고 있다.
흡입 덕트(15)는, 그 일단부(一端部)가 흡인 배기 장치(6)에 연결되는 한편, 그 타단부(他端部)는 흡인 배기 장치(6)로부터 보아서 흡인 노즐(4)의 하단부에 있어서의 반대 측의 측면에 연결되어 있으며, 그 중간부는 대략 U자 형상으로 굴곡되어 있다. 또한, 흡인 노즐(4)은 필터 프레임(2)의 상하단(上下端)에 설치된 안내 레일(guide rail)(16)에 의해, 공기 필터(5)와 매우 좁은 간격을 유지해서 원활하게 좌우로 이동할 수 있다.
상기 구성의 필터 장치(1)에 있어서, 흡인 배기 장치(6)가 운전을 시작하면, 공기 필터(5)의 일단 측에 위치하고 있었던 흡인 노즐(4)은, 구동 모터(9)에 연결된 구동용 와이어(8)에 의해 화살표 A의 방향으로 미끄럼 운동하지만, 흡인 노즐(4)과 흡인 배기 장치(6)를 연결하는 흡입 덕트(15)는 굴곡이 자유롭게 구성되어 있기 때문에, 흡인 노즐(4)의 미끄럼 운동에 따라 흡입 덕트(15)가 굴곡하고, 흡인 노즐(4)은 그 위치에 관계없이 흡인 배기 장치(6)와 항상 연통하고 있다.
또한, 흡입 덕트(15)의 길이는, 흡인 노즐(4)이 공기 필터(5)의 타단 측에 위치하였을 때, 흡입 덕트(15)가 다소 융통성을 가지고 굴곡될 수 있도록 설정되어 있다.
이하에 설명하는 흡인 노즐(4)을 제외하고 다른 구성은 상술한 제1실시형태 혹은 제2실시형태와 동일하므로, 그 설명은 생략한다.
도 9는, 본 실시형태에 있어서의 흡인 노즐(4)의 내부의 구조를 나타낸 단면도이다(공기 필터(5) 측으로부터 흡인 노즐을 본 단면도). 흡인 노즐(4)의 하단부에는 흡입 덕트(15)가 연결되어 있다. 또한, 실제의 흡인 노즐(4)은, 도 8에 나타낸 바와 같이, 공기 필터(5)를 따라 절곡(折曲)되어 있지만, 도 9에 있어서는 보기 쉽도록 흡인 노즐(4)을 직선으로 늘린 상태로 도시하고 있다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 흡인 노즐(4)의 내부는, 공기 필터(5) 상에 부착된 먼지를 흡인하는 슬릿 형상의 흡입구(4a)로부터 복수의 분류판(分流板)(22)에 의해 복수의 통풍로에 분리되어서 흡입 덕트(15)에 연결되어 있다. 본 실시형태에 있어서는 4개의 통풍로에 분리되어 있으며, 흡입 덕트(15) 부근의 통풍로에서 순서대로 통풍로 A, 통풍로 B, 통풍로 C, 통풍로 D라고 하고, 각각의 통풍로가 흡인하는 흡입구(4a)의 풍속을 각각 풍속 VA, VB, VC, VD라고 한다. 공기 필터(5)의 흡인 청소 성능은 이 풍속에 크게 의존하므로, 풍속 VA∼VD가 균일화되는 동시에, 충분한 풍속을 확보하는 것이 불가결하게 된다. 또한, 각각의 통풍로의 통로 폭을 ta, tb, tc, td라고 한다. 도면 중에 있어서 백색 화살표는 바람의 흐름을 나타낸 것이다.
분류판(22)이 없는 노즐에 있어서는, 흡입 덕트(15)에 가까운 통풍로 A의 저항이 다른 B, C, D의 통풍로 저항보다 낮기 때문에, 바람의 흐름은 통풍로 A에 집중해버리는 것으로 된다. 그 결과, 풍속 VA가 가장 높고, 흡인 노즐(4)의 선단에 가까이 감에 따라 풍속은 VB, VC, VD의 순서대로 저하되어 간다. 상술한 바와 같이, 공기 필터(5)에 부착된 먼지의 흡인 성능은 흡인구(4a)의 풍속에 크게 의존하기 때문에 흡인 노즐(4)의 선단으로 갈수록 청소 능력은 저하된다. 이것 때문에, 흡인 노즐(4) 선단부의 통풍로 D에서도 충분한 흡인력을 갖게 하기 위해서는, 통풍로 A가 필요 이상의 풍속으로 되는 것을 알면서도 흡인 배기 장치(6)의 출력을 올리지 않으면 안 되며, 큰 출력의 흡인 배기 장치가 필요하게 된다. 그래서, 본 실시형태에 있어서는, 분류판(22)을 설치함으로써 통풍로 A∼D의 저항을 균일화하여, 풍속 VA∼VD를 균일화하고 있다. 그 결과, 작은 출력의 흡인 배기 장치(6)에서도 흡인 노즐(4) 선단까지 충분한 흡인력을 발휘하는 것이 가능하게 된다.
또한, 분류판(22)에 의해 각각의 통풍로 A∼D의 풍속은 상당히 균일화될 수 있지만, 그래도 각각의 통풍로 A∼D의 흡입구(4a)로부터 흡입 덕트(15)까지의 통풍로 길이는 흡인 노즐(4) 선단의 통풍로 A∼D로 될수록(즉, 통풍로 D, C, B, A의 순서대로) 길게 되고, 통풍로 A∼D 사이의 통풍 저항 차(差)는 발생하므로, 풍속 VA∼VD는 완전히 균일하게는 안 된다.
그래서, 각각의 통풍로 A∼D의 통로 폭 ta, tb, tc, td에 있어서, 통풍 저항이 큰 통풍로 D의 통로 폭 td의 치수를 가장 크게 하고, 이하 tc, tb, ta의 순서대로 통풍로 폭을 좁게 할 수도 있다. 통풍로 폭이 큰 통풍로 A∼D의 저항은 작아지므로, ta, tb, tc, td의 치수를 통풍 저항이 균등하게 되도록 설정함으로써 풍속 VA∼VD를 더욱 균일화할 수 있고, 더욱 작은 출력의 흡인 배기 장치(6)에서도 흡인 노즐(4) 선단까지 충분한 흡인력을 발휘하는 것이 가능하게 된다.
도 10은 흡인 노즐(4)의 변형 예를 나타내고 있으며, 통풍 저항이 큰 통풍로 A∼D의 도중 부분의 통풍로 폭을 넓힘으로써, 통풍로 전체의 통풍 저항을 저감시키는 것이 가능하게 되고, 더욱 작은 출력의 흡인 배기 장치(6)에서도 흡인 노즐 선단까지 충분한 흡인력을 발휘할 수 있다.
도 11은 흡인 노즐(4)의 다른 변형 예를 나타내고 있으며, 각각의 통풍로 A∼D에 있어서의 통풍 저항을 더욱 저감한 것이다.
상세히 설명하면, 분류판(22)을 설치함으로써 각각의 통풍로 A∼D의 풍속은 거의 균일화되지만, 각각의 통풍로 A∼D 속에서의 풍속(이하, 통풍로 내 풍속이라 한다)은 약간이지만 차(差)가 생긴다. 예로써, 도 9에 있어서의 통풍로 D를 예로 들면, 통풍로 D 속에서도 통풍 저항이 낮은 흡입 덕트(15) 부근의 풍속 VD1은, 흡인 노즐(4) 선단 부근의 풍속 VD2보다 커진다. 이러한 풍속 차를 극력 억제하기 위해서는 통풍로마다의 흡인구(4a)의 개구 길이를 짧게 해서 분류의 수를 증가하는 것이 유효하지만, 그 경우 분류판(22)의 수도 늘어나고, 그 판 두께만큼 전체의 통풍로를 좁히게 되어, 반대로 통풍 저항을 증대시키지 않기 위해서, 분류 수는 통풍로 내 풍속 차의 허용할 수 있는 범위에서 될 수 있는 한 적게 설정하는 것이 바람직하다.
그런데, 통풍로 내 풍속 차는 통풍로의 두께가 작게 될수록 악화하는 경향이 있기 때문에, 흡인 노즐(4)의 두께가 충분한 경우는 좋지만, 실내 유닛 내에의 수용성 등의 관점에서 흡인 노즐(4)의 두께를 부분적으로 얇게 할 필요가 있을 경우, 두께가 얇게 된 부분으로 유통하는 통풍로는 통풍 저항이 증대하고, 통풍로 내 풍속 차가 커진다. 따라서, 최소의 분류 수로 흡인 노즐(4)의 통풍로 내 풍속 차를 허용 범위 내로 억제하기 위해서는, 통풍 저항이 큰 통풍로, 즉 흡인 노즐(4)의 두께가 얇게 되는 부분의 통풍로에 관해서만은 흡입구(4a)의 길이를 짧게 하는 구성을 갖도록 하는 것이 최선이다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 흡인 노즐(4)의 전장(全長)을 300mm, 일점(一點) 쇄선(鎖線)을 경계로 흡인 노즐(4) 선단 측을 두께 t=8mm, 흡입 덕트(15) 측을 두께 t=12mm의 치수로 설정하였을 경우, 두께 t=12mm의 부분에 배치하는 통풍로는 분류에 있어서의 흡입구(4a)를 길이 90mm(폭은 약 2mm)로 길게 하고, 두께가 t=8mm의 부분에 배치하는 통풍로는 분류에 있어서의 흡입구(4a)를 길이 60mm(폭은 약 2mm)로 짧게 하는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의해, 최소의 분류 수로 흡인 노즐(4) 전체의 통풍 저항을 최소로 하면서, 각각의 통풍로 A∼D의 통풍로 내 풍속 차를 억제할 수 있다.
도 12는, 흡인 노즐(4)의 또 다른 변형 예를 나타내고 있으며, 각각의 통풍로 A∼D에 통풍로를 조르는 정류판을 설치한 것이다.
상세히 설명하면, 상술한 구성에 의해 흡인 노즐(4)의 각각의 통풍로 A∼D의 풍속을 균일화할 수 있지만, 흡인 노즐(4)의 치수적인 제약으로부터 필요한 분류 수를 확보할 수 없고, 통풍로 내 풍속 차가 크게 나버릴 경우가 있다. 이 경우, 도 12에 나타낸 바와 같이 통풍로마다 통풍로 A∼D를 조르는 정류판(23)을 설치함으로써 통풍로 내 풍속 차를 억제할 수 있다.
상술한 바와 같이, 각각의 통풍로 A∼D 속의 통풍 저항의 차로부터, 흡입 덕트(15) 부근의 풍속은 흡인 노즐(4) 선단 부근의 풍속보다 큰 것으로 된다. 그래서, 각각의 통풍로 A∼D의 중앙부 근방에 개구부(24)가 형성된 정류판(23)을 설치함으로써, 통풍로 내의 통풍 저항이 균일화되어 통풍로 내 풍속 차가 개선된다. 정류판(23)의 위치나 개구부(24)의 위치는 통풍로의 형상에 따라서 최적인 위치에 설정하는 것이 좋은 것은 말할 필요도 없다. 이러한 구성에 의해 한정된 분류 수에서도, 각각의 통풍로 A∼D의 통풍로 내 풍속 차를 억제할 수 있다.
(제4실시형태)
도 13은, 본 발명의 제4실시형태에 관련한 공기 조화기의 실내 유닛에 설치된 필터 장치(1)의 일부를 나타내고 있으며, 도 9에 나타내는 흡인 노즐(4)의 통풍로 A∼D를 순차적으로 개폐하는 통풍로 개폐 장치를 설치한 것이다.
통풍로 개폐 장치는, 흡인 노즐(4)과 흡입 덕트(15)와의 연결부에 설치되어 통풍로 A∼D의 1개를 개방하는 한편, 다른 통풍로 A∼D를 폐쇄하기 위한 통풍로 전환판(25)과, 통풍로 전환판(25)에 설치된 종동 기어(26)와, 종동 기어(26)와 맞물리는 구동 기어(27)와, 구동 기어(27)를 구동하는 스테핑 모터(stepping motor) 등의 구동 수단(28)을 구비하고 있으며, 통풍로 전환판(25)은 구동 수단(28)에 의해 구동 기어(27) 및 종동 기어(26)를 통해서 미끄럼 운동한다.
도 13은, 통풍로 A를 개방하고, 다른 통풍로 B, C, D는 폐쇄한 상태이다. 구동 수단(28)에 의해 통풍로 전환판(25)을 도 13의 위치로부터 도 14의 위치로 이동하면, 통풍로 B가 개방되고, 다른 통풍로 A, C, D는 폐쇄된다. 통풍로 C 혹은 통풍로 D도 마찬가지로, 구동 수단(28)에 의해 통풍로 전환판(25)을 미끄럼 운동시킴으로써 개방할 수 있다.
여기서, 흡인 배기 장치(6)가 필요로 하는 동력은 다음의 식으로 나타내는 바와 같이 풍량에 의존한다.
W = (qe×R)/(6.118×Φ×η)
W: 흡인 동력(W)
qe: 흡인 풍량(m3/min)
R: 통풍 저항(mmAq)
Φ: 흡인 팬 효율
η: 흡인 모터 효율
각각의 통풍로 A∼D의 풍속을 v, 흡인 노즐(4)의 흡입구(4a)의 면적을 S로 하면, 풍량은 qe=v×S로 표현되기 때문에, 풍속을 유지해서 흡인 배기 장치(6)의 동력을 저감시키기 위해서는, 흡입구(4a)의 면적 S를 작게 해서(즉, 흡입구(4a)를 졸라서) 풍량 qe를 저감시키는 것이 가장 효과적이다.
도 14에 나타내는 예에서는, 통풍로 전환판(25)을 적당히 미끄럼 운동시킴으로써 4개의 통풍로 A∼D를 순차적으로 개방해서 1개의 통풍로에서만 공기를 흡인하 는 것으로, 풍량 qe의 저감을 도모하고 있으며, 적은 풍량으로 공기 필터(5) 전체의 면을 흡인 청소할 수 있다.
도 8을 참조해서 더욱 구체적으로 설명하면, 통풍로 A만을 우선 개방하고, 흡인 노즐(4)을 안내 레일(16)을 따라 왕복 이동시킴으로써 공기 필터(5)의 P1의 범위를 흡인 청소한다. 이어서, 구동 수단(28)에 의해 통풍로 전환판(25)을 미끄럼 운동시켜서 통풍로 B만을 개방하고, 마찬가지로 흡인 노즐(4)을 왕복 이동시켜 공기 필터(5)의 P2의 범위를 흡인 청소한다. 마찬가지로 해서 통풍로 C, D를 순서대로 청소함으로써 공기 필터(5)의 P3, P4의 범위를 흡인 청소하고, 공기 필터(5) 전체 면의 흡인 청소를 종료한다. 이 과정에서, 풍량 qe의 전량(全量)이 1개의 통풍로에만 공급되므로, 흡인 배기 장치(6)가 필요로 하는 동력은 지극히 작은 것으로 완료된다.
(제5실시형태)
실내 유닛에 있어서, 공기 필터(5)를 통과하는 송풍 풍속은 균일하지 않고, 전면(前面) 측의 풍속이 빨라지며, 그 부분의 공기 필터(5)에는 부착되는 먼지의 양도 많아진다. 즉, 도 8에 있어서 공기 필터(5)의 P1, P2의 범위에 부착되는 먼지의 양은, P3, P4의 범위보다 많다. 따라서, 본 실시형태에 있어서는, 먼지의 부착량이 많은 부분의 공기 필터(5)를 흡인 청소할 경우는, 흡인 배기 장치(6)의 출력을 올림으로써 확실하게 청소하도록 하고 있다(전체 영역에서 흡인 배기 장치(6)의 출력을 올리는 것은, 소비 전력이 많아질 뿐만 아니라, 부품의 소모를 촉진해버리므로 바람직하지 못하다).
다음의 표는, 통풍로마다의 흡인 출력(흡인 팬 회전수)과 흡인 풍속을 나타낸 표이다. 공기 필터(5)의 P1, P2의 흡인 청소 시의 흡인 풍속을 P3, P4 부분의 흡인 청소 시의 흡인 풍속에 대하여 1.2배로 설정함으로써, 먼지의 부착이 많은 부분을 청소할 때의 청소 능력을 상승시키고 있다. 이 기능은, 또한, 흡인 노즐(4)에 실내 유닛의 구조상 등에 의해 할 수 없이 통풍 저항이 높은 통풍로가 생겨버릴 경우라도, 그 통풍로에서 흡인 청소할 경우만 흡인력을 상승시킴으로써 충분한 흡인 성능을 얻을 경우에도 적용할 수 있다.
개방 상태의 통풍로 통풍로 A 통풍로 B 통풍로 C 통풍로 D
흡인 출력(흡인 팬 회전수) 6000r/min 6000r/min 5000r/min 5000r/min
흡인 풍속 18m/sec 18m/sec 15m/sec 15m/sec
또한, 상기 실시형태에 있어서, 공기 필터(5)는 필터 프레임(2)에 착탈이 자유롭게 부착되어 있지만, 필터 프레임(2)은 본체(11)의 일부이어도 좋으며, 공기 필터(5)를 본체(11)에 고정하고, 착탈을 할 수 없는 구성으로 할 수도 있다. 그러나, 공기 필터(5)를 본체(11)에 착탈이 자유롭게 부착하면, 흡인 노즐(4)의 흡인 청소 동작에서는 제거할 수 없는 먼지, 기름 등을 용이하게 청소할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에 있어서, 공기 조화기의 운전 정지 후에 흡인 배기 장치(6)가 운전을 시작하도록 하였지만, 공기 조화기의 운전 전(前) 혹은 운전 중(中)에 흡인 배기 장치(6)를 운전하도록 해도 좋다.
또한, 상기 실시형태에 있어서, 흡인 배기 장치(6)에 배기 덕트(7)를 접속하고, 흡인 배기 장치(6)로 흡인한 먼지를 공기와 함께 실외에 배출하도록 하였지만, 배기 덕트(7)는 반드시 설치할 필요는 없다. 이 경우, 흡인 배기 장치(6)에 집진 망(網)을 갖춘 착탈이 자유로운 집진 케이스(case)를 설치하고, 흡인 배기 장치(6)로 흡인한 먼지를 집진 망으로 포집하는 한편, 먼지와 함께 흡인된 공기를 흡인 배기 장치(6)로부터 배출하면 좋으며, 집진 망으로 포집한 먼지는 집진 케이스를 흡인 배기 장치(6)로부터 떼어냄으로써 제거할 수 있다.

Claims (10)

  1. 열교환기와, 상기 열교환기에서 열(熱) 교환된 공기를 실내에 불어내는 팬(fan)을 본체에 수용한 실내 유닛을 갖는 공기 조화기로서,
    상기 열교환기의 상류 측의 상기 본체에 부착된 공기 필터와, 상기 공기 필터에 대향하는 흡입구를 갖추어 공기 필터에 부착된 먼지를 흡입하기 위한 미끄럼 운동이 자유로운 흡인(吸引) 노즐과, 상기 흡인 노즐에 연통해 공기와 함께 먼지를 흡인 배기하는 흡인 배기 장치와, 상기 흡인 배기 장치와 상기 흡인 노즐을 연통하는 흡입 덕트를 구비하고,
    상기 흡인 노즐에 복수의 통풍로(通風路)를 설치하고, 상기 복수의 통풍로 중에서 통풍 저항이 큰 통풍로의 폭을 크게 한 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 통풍로 중, 상기 흡입 덕트로부터 먼 쪽에 배치된 통풍 저항이 큰 통풍로에 연통하는 흡입구의 길이를 짧게 한 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 복수의 통풍로의 각각에 통풍로를 조르는 정류판(整流板)을 설치한 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 통풍로를 순차적으로 개폐하는 개폐 장치를 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 흡인 배기 장치의 출력을 가변(可變)으로 한 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  7. 열교환기와, 상기 열교환기에서 열 교환된 공기를 실내에 불어내는 팬을 본체에 수용한 실내 유닛을 갖는 공기 조화기로서,
    상기 열교환기의 상류 측의 상기 본체에 부착된 공기 필터와, 상기 공기 필터에 대향하는 흡입구를 갖추어 공기 필터에 부착된 먼지를 흡입하기 위한 미끄럼 운동이 자유로운 흡인 노즐과, 상기 흡인 노즐에 연통해 공기와 함께 먼지를 흡인 배기하는 흡인 배기 장치와, 상기 흡인 배기 장치와 상기 흡인 노즐을 연통하는 흡입 덕트를 구비하고, 상기 흡인 노즐에 상기 흡입구와 상기 흡입 덕트의 접속부와의 사이에 연장하는 격벽(隔壁)을 설치하고, 상기 격벽에 형성된 관통구(貫通口)의 폭을 변화시킨 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 접속부로부터 멀어짐에 따라 상기 관통구의 폭을 점차 증대시킨 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 접속부로부터 멀어짐에 따라 상기 관통구의 폭을 단계적으로 증대시킨 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  10. 열교환기와, 상기 열교환기에서 열 교환된 공기를 실내에 불어내는 팬을 본체에 수용한 실내 유닛을 갖는 공기 조화기로서,
    상기 열교환기의 상류 측의 상기 본체에 부착된 공기 필터와, 상기 공기 필터에 대향하는 흡입구를 갖추어 공기 필터에 부착된 먼지를 흡입하기 위한 미끄럼 운동이 자유로운 흡인 노즐과, 상기 흡인 노즐에 연통해 공기와 함께 먼지를 흡인 배기하는 흡인 배기 장치와, 상기 흡인 배기 장치와 상기 흡인 노즐을 연통하는 흡입 덕트를 구비하고, 상기 흡인 노즐에 상기 흡입구와 상기 흡입 덕트의 접속부와의 사이에 연장하는 격벽을 설치하고, 상기 격벽에 형성된 복수의 관통구의 면적을 상기 접속부로부터 멀어짐에 따라 증대시킨 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
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