KR101350698B1

KR101350698B1 - 냉각 및 텐션 조절이 가능한 송풍기가 내장된 공기조화기

Info

Publication number: KR101350698B1
Application number: KR1020130116720A
Authority: KR
Inventors: 전해룡
Original assignee: 주식회사 신명엔지니어링
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2014-01-10

Abstract

본 발명은 냉각 및 텐션 조절이 가능한 송풍기가 내장된 공기조화기에 관한 것으로, 벨트를 동력전달부재로 하여 팬모터의 회전을 송풍팬에 전달하여 송풍팬을 구동할 때 벨트와 풀리 간에 발생되는 열을 방열하여 벨트와 풀리의 열화를 방지하는 한편 방열을 위한 풀리의 순환공에 이물질의 침투하지 않도록 하고 아울러 팬모터의 이동을 통해 벨트의 장력을 조정함을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 냉각 및 텐션 조절이 가능한 송풍기가 내장된 공기조화기는, 프레임(1)과; 상기 프레임에 올려진 캐비넷(2)의 내부에 탑재되는 송풍팬(30)과; 상기 프레임의 상기 캐비넷 외부에 설치되는 팬모터(10)와; 상기 팬모터에 축결합된 구동풀리(40)와 상기 송풍팬에 축결합된 종동풀리(50)에 무한궤도로 회전 가능하게 감겨 상기 팬모터의 구동력을 상기 송풍팬에 전달하는 벨트(20)와; 상기 벨트의 장력을 조절하는 장력조절수단을 포함하며, 상기 구동풀리와 종동풀리는, 각각 축결합되는 허브, 상기 허브의 둘레부에 방사형으로 형성되는 다수의 스포크, 상기 스포크의 단부에 연결되는 림, 상기 림에 둘레부를 향해 개방되며 상기 벨트가 수용되는 벨트홈 및 상기 림에 관통 형성되어 공기가 순환되도록 하여 상기 벨트를 공랭하는 다수의 순환공을 포함하고, 상기 구동풀리와 종동풀리에 분리 가능하게 결합되며 상기 순환공을 개폐하고 상기 구동풀리와 종동풀리에 전가되는 진동을 흡수하는 개폐겸용 완충구를 포함하여 구성된다.

Description

냉각 및 텐션 조절이 가능한 송풍기가 내장된 공기조화기{Air conditioner has a built-in fan capable tension adjustment and cooling}

본 발명은 냉각 및 텐션 조절이 가능한 송풍기가 내장된 공기조화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 벨트를 동력전달부재로 하여 팬모터의 회전을 송풍팬에 전달하여 송풍팬을 구동하고, 이때 벨트와 풀리 간에 발생되는 열을 방열하여 벨트와 풀리의 열화를 방지하며 아울러 팬모터의 이동을 통해 벨트의 장력을 조정할 수 있는 냉각 및 텐션 조절이 가능한 송풍기가 내장된 공기조화기에 관한 것이다.

인류의 역사에 있어서 선인들은 생존을 위하여 더위보다는 추위를 견디어내는 일이 급선무였다. 따라서 난방형식이 우선적으로 갖추어지게 되었으며, 그 다음에야 냉방기에 대한 개발이 시작되었고, 개발된 제품으로부터 시원하게 조화된 공기가 나오는 현상을 보고서 그 장치를 일컬어 공기조절기, 즉 에어컨디셔너(airconditioner)라고 지칭하였다.

그러나 이것은 공기조화기가 아닌 단순한 냉방기로서 다시 정립되게 되고, 냉방과 난방을 각각 여름철에 행해지는 공기조화, 겨울철에 행해지는 공기조화라는 의미로서 여름철 공기조화, 겨울철 공기조화라고 일컫다가 근래에 이르러 완전 공기조화로서 제자리를 잡게 된 것이다.

일반적으로 공기 조화는 실내의 온도, 습도, 세균, 냄새, 기류 등의 조건을 그 장소의 사용 목적에 적합한 상태로 유지하여 주택, 호텔, 회관, 사무실 등에서 생활하는 실내의 사람을 쾌적한 상태로 만드는 것을 목적으로 하는 것으로서, 사람에게 쾌적한 공기상태는 기후조건, 복장, 생활수준, 건강상태 등 여러 가지 조건에 의하여 영향을 받게 되므로 일정한 값이 있는 것은 아니나, 여름에는 온도 26∼28℃, 상대습도 약 50%, 겨울에는 온도 20∼22℃, 상대습도 약 40%를 목표로 하는 것이 보통이다. 그러나 이 값은 절대적인 것은 아니며, 반도체 제조 크린룸, 공장의 작업장, 창고 ㅇ실험실 등의 장소가 그 기능을 충분히 달성하기 위해서는 거기서 생산되고 가공되고 저장 또는 시험되는 물건이 가장 알맞은 상태를 유지하도록 하여야 한다.

공기조화기(Air Handling Unit)는 팬모터를 구동원으로 하여 구동하는 송풍팬의 송풍력에 의해 공기를 송풍하여 실내 온도를 조절하는 것으로, 상기 팬모터의 설치 위치에 따라 상기 팬모터와 송풍팬이 하나의 캐비넷 내부에 탑재되는 내장형과 상기 송풍팬은 캐비넷 내부에 탑재되며 상기 팬모터는 상기 캐비넷 외부에 장착되는 외장형으로 구분된다.

상기 팬모터와 송풍팬에는 구동풀리와 종동풀리가 각각 형성되며, 상기 구동풀리와 종동풀리에 벨트가 감겨 상기 송풍팬이 상기 벨트를 동력전달수단으로 하여 상기 팬모터의 구동력을 전달받아 작동한다.

종래 기술에 의한 공기 조화기의 송풍기는 벨트가 구동풀리와 종동풀리에 무한궤도로 감기고, 상기 구동풀리에 의해 무한궤도로 회전하면서 송풍팬에 회전력을 전달하는 것이기 때문에 벨트와 풀리의 접촉부에서 고온의 열이 발생되며, 이러한 열을 방열할 방법이 없어 벨트와 풀리의 수명이 짧아지는 문제점이 있다. 물론, 공기의 순환을 통해 벨트와 풀리의 접촉부를 방열할 수 있지만 구멍 형태의 방열 구조로 인하여 이물질의 침투가 발생되어 손상과 오동작이 일어나며, 구조적 취약으로 인해 내구성이 떨어지는 문제점이 있다.

등록특허 제10-0810751호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 벨트를 동력전달부재로 하여 팬모터의 회전을 송풍팬에 전달하여 송풍팬을 구동할 때 벨트와 풀리 간에 발생되는 열을 방열하여 벨트와 풀리의 열화를 방지하는 한편 방열을 위한 풀리의 순환공에 이물질의 침투하지 않도록 하고 아울러 팬모터의 이동을 통해 벨트의 장력을 조정할 수 있는 냉각 및 텐션 조절이 가능한 송풍기가 내장된 공기조화기를 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 냉각 및 텐션 조절이 가능한 송풍기가 내장된 공기조화기는, 프레임과; 상기 프레임에 올려진 캐비넷의 내부에 탑재되는 송풍팬과; 상기 프레임의 상기 캐비넷 외부에 설치되는 팬모터와; 상기 팬모터에 축결합된 구동풀리와 상기 송풍팬에 축결합된 종동풀리에 무한궤도로 회전 가능하게 감겨 상기 팬모터의 구동력을 상기 송풍팬에 전달하는 벨트와; 상기 벨트의 장력을 조절하는 장력조절수단을 포함하며, 상기 구동풀리와 종동풀리는, 각각 축결합되는 허브, 상기 허브의 둘레부에 방사형으로 형성되는 다수의 스포크, 상기 스포크의 단부에 연결되는 림, 상기 림에 둘레부를 향해 개방되며 상기 벨트가 수용되는 벨트홈 및 상기 림에 관통 형성되어 공기가 순환되도록 하여 상기 벨트를 공랭하는 다수의 순환공을 포함하고, 상기 구동풀리와 종동풀리에 분리 가능하게 결합되며 상기 순환공을 개폐하고 상기 구동풀리와 종동풀리에 전가되는 진동을 흡수하는 개폐겸용 완충구를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 냉각 및 텐션 조절이 가능한 송풍기가 내장된 공기조화기에 의하면, 구동풀리와 종동풀리의 순환공을 통해 공기가 순환되어 벨트와 풀리 간에 발생되는 열을 방열함으로써 벨트와 풀리의 열화로 인한 변형과 노후화를 막을 수 있으므로 유지비용을 절감할 수 있고, 또한 벨트의 장력을 자동으로 조절하여 벨트가 항상 적정 텐션을 유지함으로써 송풍기의 오동작을 방지할 수 있으며, 특히, 풀리의 순환공을 통해 풀리와 벨트의 접촉부를 냉각하면서도 필요시 순환공에 의한 이물질의 침투와 막힘을 막아 고장과 오동작을 방지할 수 있으며 진동에 의한 균열과 손상도 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 냉각 및 텐션 조절이 가능한 송풍기가 내장된 공기조화기의 전체 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 냉각 및 텐션 조절이 가능한 송풍기가 내장된 공기조화기에 적용된 구동풀리의 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 냉각 및 텐션 조절이 가능한 송풍기가 내장된 공기조화기의 정면도.
도 4 내지 도 6은 각각 본 발명에 의한 냉각 및 텐션 조절이 가능한 송풍기가 내장된 공기조화기에 적용된 자동 장력조절수단을 보인 도면.
도 7과 도 8은 각각 본 발명에 의한 냉각 및 텐션 조절이 가능한 송풍기가 내장된 공기조화기에 적용된 개폐겸용 완충구의 사시도와 작동 상태도.

도 1에서 보이는 것처럼, 본 발명에 따른 냉각 및 텐션 조절이 가능한 송풍기가 내장된 공기조화기는, 팬모터(10), 팬모터(10)의 회전력을 전달하는 벨트(20), 벨트(20)로부터 회전력을 전달받아 회전하는 송풍팬(30)으로 구성된다.

팬모터(10)와 송풍팬(30)은 지면에 안착되는 프레임(1) 위에 설치되며, 송풍팬(30)은 팬케이스(32) 내부에 탑재되면서 별도의 캐비넷(2) 안에 수납된다. 물론, 송풍팬(30)은 벨트(20)와 연결되어 동력을 전달받을 수 있도록 구성된다.

팬모터(10)와 송풍팬(30)을 벨트(20)로 연결하기 위하여 구동풀리(40)와 종동풀리(50)가 적용된다.

구동풀리(40)는 팬모터(10)의 구동축(11)에 결합되고, 종동풀리(50)는 송풍팬(30)의 종동축(31)에 결합된다.

벨트(30)는 구동풀리(40)와 종동풀리(50)에 무한궤도로 감겨 구동풀리(40)의 회전력에 의해 회전하며 이 회전력을 종동풀리(50)를 통해 송풍팬(30)의 종동축(51)에 전달하여 송풍팬(30)이 회전되도록 한다.

도 2와 도 3에서 보이는 것처럼, 구동풀리(40)는 팬모터(10)의 구동축(11)에 결합되는 허브(hub)(41), 허브(41)의 둘레부에 다수의 스포크(spoke)(42)를 통해 연결되며 하나 이상의 벨트(20)가 감기는 벨트홈(43)이 구비된 림(rim)(44)으로 구성된다.

벨트홈(43)은 무한궤도로 회전하는 벨트(20)의 수용을 위하여 둘레부를 향해 개방되는 구조로 이루어지며, 아울러, 벨트(20)가 안정적으로 삽입 수용될 수 있도록 둘레부로 가면서 단면적이 커지는"V" 형태로 형성된다.

구동풀리(40)는 팬모터(10)에 의해 회전하는 구동축(11)에 의해 회전하여 이 구동력을 통해 벨트(20)를 무한궤도로 회전시킨다.

구동풀리(40)와 벨트(20) 간에는 회전에 의한 마찰열이 발생되며, 이 마찰열에 의해 벨트(20)와 구동풀리(40)의 열변형(마모 등)이 일어나게 되고, 이를 방지하기 위하여 구동풀리(40)는 냉각을 필요로 한다.

본 발명은 구동풀리(40)와 종동풀리(50)를 공기에 의해 냉각할 수 있도록 구동풀리(40)에는 공기가 순환하는 순환공(45)이 구비된다.

순환공(45)은 벨트홈(43)의 모든 부분[벨트(20)와 접하는 원주면, 양측면]에 다수개가 일정 간격을 두고 형성되어 벨트(20)의 모든 부분을 균일하게 냉각한다.

종동풀리(50)는 구동풀리(40)와 동일한 구조로 이루어진다.

도 1과 도 4에서 보이는 것처럼, 본 발명은 벨트(20)의 장력을 자동으로 조절하는 자동 장력조절수단(60)이 갖추어진다.

자동 장력조절수단(60)은, 서로 일정 간격을 두고 프레임(1)에 각각 고정되는 한 쌍의 지지앵글(61), 팬모터(10)가 탑재되는 베이스 플레이트(62), 지지앵글(61)에 설치되며 베이스 플레이트(62)에 고정되어 베이스 플레이트(62)를 일방향[벨트(20)의 장력을 유지하기 위한 방향]으로 탄력 지지함으로써 벨트(20)의 장력을 유지하는 탄성수단(70)으로 구성된다.

본 발명은 탄성수단(70)의 탄성력에 의해 팬모터(10)를 탄력지지하며, 탄성수단(70)을 탄성 변형시켜 벨트(20)를 장착함으로써 벨트(20)의 장력이 약해질 때 탄성수단(70)의 탄성 복원력에 의해 팬모터(10) 자체를 회전시켜 벨트(20)의 장력을 조절하는 것이다.

탄성수단(70)은 내부가 중공인 사각 단면의 하우징(51), 상측이 개방된 형태로 이루어져 하우징(71)의 하부에서 하우징(71)을 감싸면서 양단부가 베이스 플레이트(62)에 고정되는 하나 이상의 새들(saddle)(72), 마름모 형태로 이루어져 하우징(71) 내부에 배치되며 양단부가 지지앵글(61)에 각각 제자리 회전 가능하게 결합되는 회전안내축(73), 하우징(71) 내부의 회전안내축(73)의 둘레부에 각각 삽입되어 자체 탄성력에 의해 하우징(71)을 통해 베이스 플레이트(62)를 일방향으로 탄력 지지하는 4개의 탄성부재(74)로 이루어진다.

회전안내축(73)은 지지앵글(61) 사이의 간격보다 짧게 형성되어 지지앵글(61) 사이에 개재되면서 지지앵글(61)측에서부터 체결되는 체결구와 베어링을 통해 지지앵글(61)에 제자리 회전 가능하게 지지된다.

탄성수단(70)에 의하면, 벨트(20)가 연결되지 않은 상태에서는 탄성부재(74)가 탄성 변형되지 않으므로 베이스 플레이트(62)가 도 4와 같이 위치되며, 벨트(20)를 팬모터(10)에 연결할 때에는 도 5와 같이 회전안내축(73)을 통해 탄성부재(74)를 탄성 변형시킨 상태에서 벨트(20)를 연결하며, 이때 탄성부재(74)는 원상태로 복원하려는 복원력을 갖고 있다. 이 상태에서 만약 벨트(20)의 장력이 느슨해지면 탄성부재(74)의 복원력에 의해 회전안내축(73)은 회전하지 않으면서 하우징(71)이 팬모터(10)와 함께 회전함에 따라 벨트(20)의 장력이 유지된다.

탄성부재(74)를 초기에 탄성 변형시키는 방법은 벨트(20)의 장력을 통해 하우징(71)을 회전시키는 방법, 벨트(20)를 조작하지 않고 하우징(71)을 회전시키는 방법, 회전안내축(73)을 강제 회전시키는 방법 등이 있다.

자동 장력조절수단(60)에 따르면, 벨트(20)의 초기 설치 상태는 도 5와 같이 탄성부재(74)가 탄성변형되어 팬모터(10)를 지지한다.

공기조화기의 가동을 위하여 팬모터(10)에 전원을 인가하면 팬모터(10)의 구동축과 함께 구동풀리(40)가 회전하며, 이 회전력은 벨트(20)를 통해 종동풀리(50)에 전달되어 송풍팬(30)의 작동이 개시된다.

한편, 벨트(20)의 자체 장력이 약해져 느슨해질 경우 탄성부재(74)의 힘에 의해 하우징(71)이 위치가 변하게 되며, 결국 팬모터(10)가 벨트(20)의 장력을 유지할 수 있는 방향으로 이동됨으로써 벨트(20)가 팽팽해지게 된다(도 6).

구동풀리(40)[종동풀리(50)도 동일한 구조이므로 구동풀리(40)를 예로 들어 설명한다]는 순환공(45)에 의해 이물질이 끼이게 될 수 있고, 구조적으로 취약하기 때문에 벨트(20)로부터 전가되는 충격에 의해 변형과 균열이 일어날 수 있으며, 본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 도 7과 도 8에서 보이는 바와 같이, 구동풀리(40)의 순환공(45)을 개폐하고 구동풀리(40)에 전가되는 진동을 흡수하는 개폐겸용 완충구(80)가 포함된다.

개폐겸용 완충구(80)는, 구동풀리(40)의 허브(41)에 결합되는 허브 결합링(81), 허브 결합링(81)의 둘레부에 방사형으로 형성되는 다수의 지지대(82), 지지대(82)의 단부에 연결되며 구동풀리(40)의 순환공(45)을 개폐하는 개폐부(83)가 구비된 개폐링(84)로 구성된다.

구동풀리(40)의 구조상 스포크(42)가 예컨대 중앙을 막고 있기 때문에 개폐겸용 완충구(80)는, 스포크(42)의 양쪽에 각각 배치되면서 연결부재(핀, 볼트와 너트 등)로 연결되는 2개가 1셋트로 구성된다. 예를 들어 구동풀리(40)의 스포크(42)에는 하나의 체결공이 형성되고 개폐겸용 완충구(80)의 지지대(82)에는 상기 체결공과 각각 연통하는 제1,2위치조정공(85a,85b)이 형성되며, 볼트(85)가 제1위치조정공(85a)과 상기 체결공에 체결[막음부(83a)에 의해 순환공(45)을 폐쇄하는 상태]되거나, 제2위치조정공(85b)과 상기 체결공에 체결[개방부(83b)에 의해 순환공(45)을 개방하는 상태]됨으로써 개폐겸용 완충구(80)를 구동풀리(40)에 고정한다. 물론, 제1,2위치조정공(85a,85b)을 2개 이상으로 형성함으로써 순환공(45)의 개도를 조정할 수 있다. 즉, 2개의 개폐겸용 완충구(80)는 볼트(85) 등의 연결부재로 연결되어 함께 회전 동작한다.

개폐링(84)의 개폐부(83)는 막음부(83a)와 개방부(83b)가 교대로 반복된 구조이며, 도 8의 (A)와 같이 개방부(83b)가 순환공(45)과 연통하여 순환공(45)을 통해 벨트(20)와 구동풀리(40)를 공랭하거나 도 8의 (B)와 같이 막음부(83a)가 순환공(45)을 막도록 구성된다. 즉, 송풍기의 미가동시 순환공(45)을 통한 이물질의 침투를 막을 수 있다. 순환공(45)의 개폐는 물론, 막음부(83a)의 위치에 따라 순환공(45)의 개도도 조절할 수도 있다.

또한 막음부(83a)는 그물망 구조로 이루어져 이물질의 침투를 막으면서도 공기의 순환을 통해 방열이 가능하도록 구성될 수 있다.

개폐겸용 완충구(80)는 충격을 흡수할 수 있는 고무를 재질로 한다. 물론, 개폐겸용 완충구(80) 전체가 고무 등 탄성 재질도 가능하고 구동풀리(40)와 접하는 개폐링(84)만 고무 등 탄성재질로 이루어질 수도 있다.

이와 같은 구성의 개폐겸용 완충구(80)는 허브 결합링(81)이 허브(41)에 회전[순환공(45)을 개폐할 정도의 폭만큼 양방향 회전] 가능하게 설치된다.

10 : 팬모터, 20 : 벨트
30 : 송풍팬, 40 : 구동풀리
41 : 허브, 42 : 스포크
43 : 벨트홈, 44 : 림
45 : 순환공, 50 : 종동풀리
60 : 자동 장력조절수단, 70 : 탄성수단
80 : 개폐겸용 완충구, 81 : 허브 결합링
82 : 지지대, 83 : 개폐부
83a : 막음부, 83b : 개방부
84 : 개폐링,

Claims

프레임(1)과;
상기 프레임에 올려진 캐비넷(2)의 내부에 탑재되는 송풍팬(30)과;
상기 프레임의 상기 캐비넷 외부에 설치되는 팬모터(10)와; 상기 팬모터에 축결합된 구동풀리(40)와 상기 송풍팬에 축결합된 종동풀리(50)에 무한궤도로 회전 가능하게 감겨 상기 팬모터의 구동력을 상기 송풍팬에 전달하는 벨트(20)와; 상기 벨트의 장력을 조절하는 장력조절수단을 포함하며,
상기 구동풀리와 종동풀리는, 각각 축결합되는 허브, 상기 허브의 둘레부에 방사형으로 형성되는 다수의 스포크, 상기 스포크의 단부에 연결되는 림, 상기 림에 둘레부를 향해 개방되며 상기 벨트가 수용되는 벨트홈 및 상기 림에 관통 형성되어 공기가 순환되도록 하여 상기 벨트를 공랭하는 다수의 순환공을 포함하고,
상기 구동풀리와 종동풀리에 분리 가능하게 결합되며 상기 순환공을 개폐하고 상기 구동풀리와 종동풀리에 전가되는 진동을 흡수하는 개폐겸용 완충구를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 및 텐션 조절이 가능한 송풍기가 내장된 공기조화기.
청구항 1에 있어서, 상기 개폐겸용 완충구는, 상기 구동풀리와 종동풀리의 허브에 결합되는 허브 결합링, 상기 허브 결합링의 둘레부에 방사형으로 형성되는 다수의 지지대, 상기 지지대의 단부에 연결되며 상기 순환공을 개폐하는 개폐부가 구비된 개폐링을 포함하고, 상기 개폐링은 상기 순환공을 막는 막음부 및 상기 순환공과 연통하는 개방부가 교대로 하여 반복되는 구조인 것을 특징으로 하는 냉각 및 텐션 조절이 가능한 송풍기가 내장된 공기조화기.
청구항 2에 있어서, 상기 개폐겸용 완충구는, 상기 막음부가 그물망 구조인 것을 특징으로 하는 냉각 및 텐션 조절이 가능한 송풍기가 내장된 공기조화기.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서, 상기 개폐겸용 완충구는, 상기 구동풀리의 스포크 양쪽에 각각 배치되면서 연결부재를 매개로 하여 연결되는 2개를 1 셋트로 하는 것을 징으로 하는 냉각 및 텐션 조절이 가능한 송풍기가 내장된 공기조화기.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장력조절수단은, 서로 일정 간격을 두고 상기 프레임에 각각 고정되는 한 쌍의 지지앵글, 상기 팬모터가 탑재되는 베이스 플레이트, 상기 지지앵글에 설치되며 상기 베이스 플레이트에 고정되어 상기 베이스 플레이트를 일방향으로 탄력 지지함으로써 상기 팬모터의 위치 변화를 통해 상기 벨트의 장력을 일정하게 유지하는 탄성수단을 포함하고, 상기 탄성수단은 내부가 중공인 사각 단면의 하우징, 상측이 개방된 형태로 이루어져 상기 하우징의 하부에서 상기 하우징을 감싸면서 양단부가 상기 베이스 플레이트에 고정되는 하나 이상의 새들, 마름모 형태로 이루어져 상기 하우징 내부에 배치되며 양단부가 상기 지지앵글에 각각 제자리 회전 가능하게 결합되는 회전안내축, 상기 하우징 내부의 상기 회전안내축의 둘레부에 각각 삽입되어 탄성력에 의해 상기 하우징을 통해 상기 베이스 플레이트를 일방향으로 탄력지지하는 다수의 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 및 텐션 조절이 가능한 송풍기가 내장된 공기조화기.