KR101392014B1 - 천정형 에어컨 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 외부로 노출되는 적어도 일면을 구비하는 케이싱, 케이싱의 노출된 일면의 일 측에 형성되며, 공기가 흡입되는 흡입부, 흡입부를 통해 흡입된 공기를 유동시키는 송풍팬, 흡입부와 송풍팬 사이에 위치하며, 송풍팬에 의해 유동되는 공기가 열교환되는 열교환기, 케이싱의 노출된 일면의 타 측에 형성되며, 열교환 된 공기가 토출되는 토출부 및 토출부 측을 향하는 제1 경사면 및 흡입부 측을 향하며 곡률이 변하는 변곡부를 구비하는 제2 경사면을 포함하는, 대략 송풍팬을 향해 돌출된 리브 형상의 스태빌라이저(stabilizer)를 포함하는 것을 특징으로 하는 천정형 에어컨을 제공한다. 이러한 구성을 통해, 제1 경사면이 송풍팬에서 토출된 공기를 토출부 측으로 밀어주어 와류의 발생을 방지할 수 있으며, 제2 경사면이 토출부를 통해 토출되지 못한 공기의 유동 방향을 변경시켜 다시 팬으로 재유입되게 할 수 있다.
천정형 에어컨, 1 way, 스태빌라이저, 유동, 와류

Description

천정형 에어컨{A CEILING-MOUNTED TYPE AIR CONDITIONER}
본 발명은 천정형 에어컨에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 일 측으로부터 공기를 흡입하여, 다른 일 측으로 공기를 토출하는 일방 토출형 천정형 에어컨에 관한 것이다.
에어컨은 냉동 사이클을 이용하여, 냉동 사이클의 증발기를 흐르는 냉매와 실내 공기의 열교환을 통해 실내 온도를 조절하는 장치이다. 에어컨은 증발기가 냉동 사이클을 구성하는 다른 부품, 즉 응축기, 압축기와 같은 부품이 하나의 유닛으로 제작되는 일체형 에어컨과, 증발기를 포함하는 실내기와 냉동 사이클의 다른 부품들을 포함하는 실외기로 분리 제작되는 분리형 에어컨으로 구분된다.
또한 분리형 에어컨은 실내기의 설치 형태에 따라 분류된다. 일반적으로, 실내기가 실내의 바닥에 설치되는 상치형 에어컨, 실내기가 실내의 벽에 걸리는 벽걸이형 어에컨 및 천정과 천정 마감재 사이의 공간에 설치되는 천정형 에어컨으로 구분된다.
천정형 에어컨은 실내 공간의 천정에 설치되어, 실내 공간을 보다 넓게 이용할 수 있다는 장점과, 실내의 내부 공간을 더욱 빨리 조화할 수 있는 장점 때문에 최근 사용 및 개발이 증가하고 있다. 천정형 에어컨은 대략 육면체의 공간 내에 송풍팬과 열교환기 등을 구비한다. 천정형 에어컨은 일면만이 외부로 노출되어 있으며, 따라서 일면에 공기를 흡입하는 흡입부와 흡입되어 열교환기와 열교환 된 공기를 토출하는 토출부가 배치된다. 토출부는 한 개 내지 네 개를 가지는 것이 일반적이며, 한 개의 토출부를 가지는 경우, 출입문에 설치되어 외부 공기가 유입되지 않도록 하는 경우에 많이 이용된다. 또한 두 개의 토출부를 가지는 경우, 실내 공간의 코너에 설치되어 두 방향으로 열교환 된 공기를 토출한다. 또한 네 개의 토출부를 가지는 경우, 장방형상의 노출면의 네 변에 토출부가 위치하며, 네 방향으로 열교환된 공기를 토출한다. 천정형 에어컨이 네 개의 토출부를 가지는 경우, 일반적으로 실내공간의 중심부에 설치된다.
천정형 에어컨 내에 설치된 송풍팬은 강제유동을 형성하여, 흡입부를 통해 공기가 흡입되고, 토출부를 통해 열교환 된 공기가 토출되는 것을 촉진한다. 이때, 송풍팬에 의해 토출부 측으로 송풍된 공기가 토출부를 통해 토출되지 못하고 송풍팬의 주변에 와류를 형성할 수 있다. 송풍팬 주변에 와류가 형성되면, 천정형 에어컨의 냉각 성능이 저하되고, 소음이 증가하는 문제가 있다.
본 발명은 한 개의 토출부를 구비하는 천정형 에어컨에 있어서, 송풍팬에 의한 공기의 강제 유동이 토출부를 통해 토출되지 못하고 와류를 형성하는 것을 방지하는 구조를 구비하는 천정형 에어컨을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 송풍팬 주변에 형성되는 유동의 흡입 유동성을 고려하여, 공기가 송풍팬으로 재유입되도록 하여, 공기가 와류를 형성하는 것을 방지하고, 소음을 저감할 수 있는 구조를 구비하는 천정형 에어컨을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 외부로 노출되는 적어도 일면을 구비하는 케이싱, 케이싱의 노출된 일면의 일 측에 형성되며, 공기가 흡입되는 흡입부, 흡입부를 통해 흡입된 공기를 유동시키는 송풍팬, 흡입부와 송풍팬 사이에 위치하며, 송풍팬에 의해 유동되는 공기가 열교환되는 열교환기, 케이싱의 노출된 일면의 타 측에 형성되며, 열교환 된 공기가 토출되는 토출부 및 토출부 측을 향하는 제1 경사면 및 흡입부 측을 향하며 곡률이 변하는 변곡부를 구비하는 제2 경사면을 포함하는, 대략 송풍팬을 향해 돌출된 리브 형상의 스태빌라이저(stabilizer)를 포함하는 것을 특징으로 하는 천정형 에어컨을 제공한다. 이러한 구성을 통해, 제1 경사면이 송풍팬에서 토출된 공기를 토출부 측으로 밀어주어 와류의 발생을 방지할 수 있으며, 제2 경사면이 토출부를 통해 토출되지 못한 공기의 유동 방향을 변경시켜 다시 팬으로 재유입되게 할 수 있다.
또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 송풍팬은 횡류 팬(cross flow fan)인 것을 특징으로 하는 천정형 에어컨을 제공한다.
또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 제1 경사면은 완만한 곡면 형태인 것을 특징으로 하는 천정형 에어컨을 제공한다. 이러한 구성을 통해, 유동이 완만한 곡면을 따라 토출부로 유동할 수 있다.
또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 제2 경사면의 변곡부는 송풍팬의 중심으로부터의 거리가, 송풍팬의 반지름의 125% 내지 130%인 것을 특징으로 하는 천정형 에어컨을 제공한다. 이러한 구성을 통해, 토출부를 통해 토출되지 못한 공기를 다시 송풍팬으로 원활하게 재유입하여 소음을 저감할 수 있다.
또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 스태빌라이저는, 제1 경사면과 제2 경사면이 접하는 부분이며, 완만한 곡면인 정부(頂部, apex part)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 천정형 에어컨을 제공한다.
또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 정부(頂部, apex part)는 90°내지 110°사이의 각도를 가지는 것을 특징으로 하는 천정형 에어컨을 제공한다.
또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 스태빌라이저는, 토출부의 전방에 위치하며, 송풍팬을 향해 돌출된 것을 특징으로 하는 천정형 에어컨을 제공한다.
본 발명에 따른 천정형 에어컨은, 송풍팬에서 토출된 공기를 밀어줄 수 있는 완만한 곡면을 구비하는 스태빌라이저를 포함하여, 공기가 토출부를 통해 원활하게 외부로 토출될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 천정형 에어컨은, 토출부 부근에서 와류가 생성되는 것을 방지하여 공기가 토출부를 통해 원활하게 외부로 토출될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 천정형 에어컨은, 토출부를 통해 토출되지 못한 공기가 송풍팬으로 재 유입될 수 있도록 유동 방향을 변경시켜주는 굴곡면이 있는 곡면을 구비하는 스태빌라이저를 포함하여, 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따른 천정형 에어컨은, 스태빌라이저가 구비하는 굴곡면의 위치가 공기를 송풍팬으로 재 유입하고, 유동 방향을 변경하기 적합한 위치에 형성되어 공기의 재 유입 시에 발생하는 소음을 저감할 수 있다.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 천정형 에어컨을 도시한 도면이다. 천정형 에어컨은 대략 직육면체 형상의 케이싱(100), 케이싱(100) 내에 위치하며, 외부에서 케이싱(100) 내부로 유입된 공기와 열교환을 하는 열교환기(200), 케이싱(100)의 내, 외로 공기를 송풍하는 송풍팬(300)을 포함한다. 케이싱(100)은 건물의 천정 내부에 매입되며, 일반적으로 건물의 바닥을 향하는 일면(110)만이 외부에 노출된다. 그러나 천정형 에어컨의 설치 위치에 따라서 건물의 바닥을 향하는 일면(110) 외의 면도 노출될 수 있다.
케이싱(100)이 대략 직육면체 형상이므로, 일면(110)은 대략 직사각형 형상이다. 일면(110)의 일 측에는 케이싱(100) 내부로 공기가 유입되는 흡입부(120)가 형성되고, 일면(110)의 타 측에는 케이싱(100)으로부터 외부로 공기가 토출되는 토출부(130)가 형성된다. 흡입부(120)에는 흡입부(120)를 통해 비교적 크기가 큰 이물질이 유입되어, 열교환기(200) 및 송풍팬(300)의 구동을 방해하고 나아가 고장을 일으키는 것을 방지하기 위한 흡입그릴(122)이 설치된다. 또한 토출부(130)에는 열교환한 공기가 토출되는 방향을 조절하기 위한 토출 베인(132)이 설치된다. 토출 베인(132)은 회전가능하게 설치되어, 토출 베인(132)과 케이싱(100)이 이루는 각도를 조절할 수 있다. 토출 베인(132)의 각도를 조절함으로써 공기가 토출되는 방향을 조절할 수 있다. 또한 토출 베인(132)의 각도를 조절함으로써 토출부(130)가 개방되는 정도를 조절할 수 있다. 송풍팬(300)에 의해 토출부(130)로 송풍되는 공기의 양은 거의 일정하므로, 토출부(130)가 개방되는 면적이 좁을수록 토출부(130)를 통해 토출되는 공기의 유속이 빨라지고 유압이 높아져 천정형 에어컨으로부터 더 먼곳까지 열교환된 공기가 유동할 수 있다.
케이싱(100)의 내부에 흡입부(120)로부터 흡입된 공기가 열교환을 하는 열교환기(200)가 설치되어 있다. 열교환기(200)는 송풍팬(300)에 의해 흡입부(120)를 통해 유입되어 토출부(130)로 토출되는 공기의 유로 상에 위치한다. 바람직하게는 열교환기(200)는 일면(110)의 배면과 일면(110)에 대향하는 면에 양 단부가 접촉하도록 길게 설치된다. 공기가 열교환하는 열교환기(200)의 면적을 넓히기 위해, 즉 제한된 공간 내에서 설치되는 열교환기(200)의 크기를 최대화하기 위해 열교환기(200)는 비스듬하게 설치된다.
열교환기(200)와 열교환하여 저온으로 냉각된 공기는 송풍팬(300)에 의해 토 출부(130)로 유동한다. 실시예에서 송풍팬(300)은 횡류팬이나, 토출부(130)를 통해 공기가 토출되는 유동을 형성할 수 있는 것이라면, 어느 종류의 팬이라도 적용할 수 있다. 송풍팬(300)의 축 방향 길이는 대략 케이싱(100)의 한 변(송풍팬의 축방향과 평행한 변)의 길이와 같다.
송풍팬(300)에 의해 유동되는 공기는 송풍팬(300)의 접선 방향으로 토출된다. 따라서 케이싱(300)의 상부 또는 하부에서 토출되는 공기는 케이싱(300)의 일면(110)에 형성된 토출부(130)를 통해 외부로 토출되기 어렵다. 따라서 천정형 에어컨은 케이싱(300)의 내부에 상부 측으로 토출되는 공기를 토출부(130) 측으로 안내하는 리어 가이드(400)를 구비한다. 또한, 천정형 에어컨은 송풍팬(300)의 하부 측으로 토출되는 공기를 토출부(130)로 밀어주는 동시에, 토출부(130)로 밀어주기 힘든 영역에서 토출되는 공기를 다시 송풍팬(300)측으로 재 유입되게 하는 스태빌라이저(500)를 구비한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 천정형 에어컨이 구비하는 스태빌라이저의 단면 형상을 도시한 도면이다. 스태빌라이저(500)의 단면은 대략 삼각형 형상이며, 송풍팬(300: 도 1에 도시)에서 토출되는 공기를 토출부(130: 도 1에 도시) 측으로 밀어주는 제1 경사면(510), 송풍팬(300: 도 1에 도시)에서 토출되었으나 토출부(130: 도 1에 도시)를 통해 토출되지 못한 공기를 송풍팬(300: 도 1에 도시)으로 재 유입하도록 공기의 유동 방향을 바꾸어주는 제2 경사면(520) 및 제1 경사면(510)과 제2 경사면(520)이 만나는 곳이며, 송풍팬(300: 도 1에 도시)에 가장 가까운 부분인 정부(頂部, apex part: 530)를 포함한다.
제1 경사면(510)은 송풍팬(300: 도 1에 도시)으로부터 토출된 공기가 토출부(130: 도 1에 도시)로 유동하도록 안내한다. 제1 경사면(510)은 전체적으로 토출부(130: 도 1에 도시)를 향하도록 경사져있으며, 볼록한 형상이다. 제1 경사면(510)은 전체적으로 볼록한 형상이므로, 제1 경사면(510)을 따라서 공기가 유동하다가 소정의 위치에서 제1 경사면(510)으로부터 공기가 이탈하여 토출부(130: 도 1에 도시)로 토출된다. 제1 경사면(510)은 전체적으로 볼록하며, 오목한 부분이 없으므로, 제1 경사면(510)이 공기를 밀어주는 방향은 제1 경사면(510) 전체에서 대체적으로 일정하다. 즉, 공기의 유동 방향이 대체적으로 일치하며, 유동방향이 90°이상 차이 나지 않으므로, 와류가 발생하지 않는다. 와류가 발생하지 않으므로, 공기는 토출부(130: 도 1에 도시)를 통해 원활하게 토출될 수 있다.
또한 제2 경사면(520)은 토출부(130: 도 1에 도시)의 반대 방향으로 경사져 있으며, 토출부(130: 도 1에 도시)를 통해 토출되지 못하고 잔류하는 공기를 다시 송풍팬(300: 도 1에 도시)으로 재 유입되도록 유동 방향을 변경해준다. 제2 경사면(520)은 전체적으로 볼록한 형상이지만, 일부 오목한 구간을 포함한다. 즉, 제2 경사면(520)은 볼록한 구간 사이에 오목한 구간을 포함하기 때문에, 경사의 변화율이 바뀌는 변곡부(525)를 포함한다. 변곡부(525)는 송풍팬(300: 도 1에 도시)의 중심으로부터 대략 송풍팬(300: 도 1에 도시) 반지름의 125% 내지 130% 사이의 거리에 위치한다. 즉 송풍팬(300: 도 1에 도시)의 외주로부터 제2 경사면(520)의 변곡부(525)까지는 송풍팬(300: 도 1에 도시) 반지름의 25% 내지 30%의 공간이 확보된다. 이 공간 중 20~25%의 공간은 송풍팬(300: 도 1에 도시)으로 공기가 유입되도록 흡입 유동을 형성하여 흡입 유로의 역할을 하는 공간이며, 5%의 공간은 흡입 유로를 벗어난 유동의 방향을 흡입 유로 쪽으로 변경시켜 주기 위한 공간이다. 송풍팬(300: 도 1에 도시)으로 공기가 유입될 수 있도록 흡입 유로가 충분히 확보되는 한편, 흡입 유로를 벗어난 유동이 다시 흡입 유로 측으로 재 유입되도록 완충 영역을 구비하여, 송풍팬(300: 도 1에 도시) 및 케이싱(100)에 공기가 부딪혀서 발생하는 소음을 상당히 저감할 수 있다.
또한 정부(530)는 제1 경사면(510)과 제2 경사면(520)이 만나는 부분이며, 스태빌라이저(500)에서 송풍팬(300: 도 1에 도시)에 가장 거리가 가까운 부분이다. 정부(530)의 각도(A), 즉 제1 경사면(510)과 제2 경사면(520)이 이루는 각도(A)는 90°내지 110°사이의 값을 가진다. 이때, 정부(530)의 각도(A)는, 정부(530)에서 제1 경사면(510)과 제2 경사면(520)이 이루는 각 중 가장 좁은 각으로 한다. 정부(530)의 각도(A)를 90°내지 110°사이의 각도로 제한함으로써, 흡입 유동과 토출 유동을 분리하면서 유동을 방해하지 않는다. 따라서 토출부(130: 도 1에 도시)를 통해 토출되는 공기의 유량을 증가시킬 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 천정형 에어컨이 구비하는 스태빌라이저의 다른 일 예를 도시한 도면이다. 스태빌라이저(500)는 제1 경사면(510), 제2 경사면(520) 및 정부(530)로 이루어져 있으며, 제1 경사면(510)과 제2 경사면(520) 사이의 공간은 빈 공간으로 되어 있다. 따라서 스태빌라이저(500)의 부분 중에서는 제2 경사면(520)의 일단, 즉 정부(530)와 반대 측 일단만이 케이싱(100)과 연결되어 있다. 스태빌라이저(500)가 이런 형상을 가지기 때문에, 스태빌라이저(500) 전체 부피를 줄일 수 있다. 따라서, 스태빌라이저(500)의 무게를 저감할 수 있으며, 제작 시 재료비를 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 천정형 에어컨을 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 천정형 에어컨이 구비하는 스태빌라이저의 일 예를 도면,
도 3은 본 발명에 따른 천정형 에어컨이 구비하는 스태빌라이저의 다른 일 예를 도시한 도면.

Claims (8)

  1. 외부로 노출되는 적어도 일면을 구비하는 케이싱;
    케이싱의 노출된 일면의 일 측에 형성되며, 공기가 흡입되는 흡입부;
    흡입부를 통해 흡입된 공기를 유동시키는 송풍팬;
    흡입부와 송풍팬 사이에 위치하며, 송풍팬에 의해 유동되는 공기가 열교환되는 열교환기;
    케이싱의 노출된 일면의 타 측에 형성되며, 열교환 된 공기가 토출되는 토출부; 및
    토출부 측을 향하는 제1 경사면 및 흡입부 측을 향하며 곡률이 변하는 변곡부를 구비하는 제2 경사면을 포함하는 송풍팬을 향해 돌출된 리브 형상의 스태빌라이저(stabilizer)를 포함하며,
    제2 경사면의 변곡부는 송풍팬의 중심으로부터의 거리가, 송풍팬의 반지름의 125% 내지 130%인 것을 특징으로 하는 천정형 에어컨.
  2. 제1항에 있어서,
    송풍팬은 횡류 팬(cross flow fan)인 것을 특징으로 하는 천정형 에어컨.
  3. 제1항에 있어서,
    제1 경사면은, 완만한 곡면 형태인 것을 특징으로 하는 천정형 에어컨.
  4. 제1항에 있어서,
    스태빌라이저는, 제1 경사면과 제2 경사면이 접하는 부분이며, 완만한 곡면인 정부(頂部, apex part)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 천정형 에어컨.
  5. 제4항에 있어서,
    정부(頂部, apex part)는, 90°내지 110°사이의 각도를 가지는 것을 특징으로 하는 천정형 에어컨.
  6. 제1항에 있어서,
    스태빌라이저는, 토출부의 전방에 위치하며, 송풍팬을 향해 돌출된 것을 특징으로 하는 천정형 에어컨.
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