KR101926104B1 - 천장형 공기 조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예는 천장형 공기 조화기에 관한 것이다.
본 실시예에 따른 천장형 공기 조화기에는, 흡입구를 가지는 흡입 그릴과, 상기 흡입구의 일측에 구비되며 상기 흡입구를 향하여 유동하는 메인 유동 중 먼지 센서로의 공기 유동을 가이드 하는 센서 흡입구 및 상기 먼지 센서를 통과한 공기를 배출하여 상기 메인 유동으로의 합지를 가이드 하는 센서 토출구가 포함된다.

Description

천장형 공기 조화기 {Ceiling type air conditioner}

본 발명의 천장형 공기 조화기에 관한 것이다.

공기 조화기는 소정공간의 공기를 용도, 목적에 따라 가장 적합한 상태로 유지하기 위한 기기이다. 일반적으로, 상기 공기 조화기에는, 압축기, 응축기, 팽창장치 및 증발기가 포함되며, 냉매의 압축, 응축, 팽창 및 증발과정을 수행하는 냉동 사이클이 구동되어, 상기 소정공간을 냉방 또는 난방할 수 있다.

상기 소정공간은 상기 공기 조화기는 사용되는 장소에 따라, 다양하게 제안될 수 있다. 일례로, 상기 공기 조화기가 가정이나 사무실에 배치되는 경우, 상기 소정공간은 집 또는 건물의 실내 공간일 수 있다.

공기 조화기가 냉방 운전을 수행하는 경우, 실외기에 구비되는 실외 열교환기가 응축기 기능을 하며 실내기에 구비되는 실내 열교환기가 증발기 기능을 수행한다. 반면에, 공기 조화기가 난방 운전을 수행하는 경우, 상기 실내 열교환기가 응축기 기능을 하며 상기 실외 열교환기가 증발기 기능을 수행한다.

공기 조화기는 설치위치에 따라, 직립형, 벽걸이 형 또는 천장형 타입으로 구분될 수 있다. 상기 직립형 공기 조화기는 실내공간에 세워지도록 설치되는 타입의 공기 조화기이며, 상기 벽걸이 형 공기 조화기는 벽면에 부착되도록 설치되는 타입의 공기 조화기로서 이해된다.

그리고, 상기 천장형 타입의 공기 조화기는 천장에 설치되는 타입의 공기 조화기로서 이해된다. 일례로, 상기 천장형 타입의 공기 조화기에는, 천장의 내부에 매립되는 케이싱 및 상기 케이싱의 하측에 결합되며 흡입구 및 토출구를 형성하는 패널이 포함된다.

상기 공기 조화기에는, 먼지센서가 설치될 수 있다. 상기 먼지센서는 공기 조화기로 흡입되는 공기 중 포함된 먼지의 양 또는 농도를 감지할 수 있으며, 상기 감지된 정보에 기초하여, 공기 조화기의 운전이 제어될 수 있다.

본 출원인은 먼지 센서가 구비되는 공기 조화기와 관련하여 출원(이하, 선행문헌)을 실시하여 공개한 바 있다. 선행문헌의 정보는 아래와 같다.

1. 공개번호 (공개일) : 10-2006-0016003 (2006년 2월 21일)

2. 발명의 명칭 : 분리형 공기조화기의 운전방법

상기 선행문헌에 개시되는 분리형 공기조화기는 벽걸이형 타입의 공기조화기를 구성한다. 벽걸이형 타입의 공기조화기의 경우, 공기가 전면에 형성되는 흡입구를 통하여 흡입되고 상면 또는 하면에 형성되는 토출구를 통하여 배출된다. 이러한 구조에 의하면 흡입유로와 토출유로가 서로 구분되어 있으며, 먼지센서는 토출유로에 영향을 받지 않고 흡입유로측에 설치될 수 있다. 따라서, 상기 먼지센서를 통하여, 상대적으로 정확한 먼지량을 감지할 수 있다.

그러나, 천장형 공기 조화기의 경우, 흡입구와 토출구가 전면 패널에 인접하게 형성된다. 따라서, 상기 토출구에서 배출되는 공기가 다시 흡입구를 향하여 유동되는 현상이 발생하게 되고 이에 따라 공기 중 포함된 먼지의 양이 정확하게 감지되지 않는 문제점이 나타날 수 있다. 상기 토출구에서 배출되는 공기는, 공기 조화기를 통과하면서 먼지가 필터링 된 공기이기 때문이다.

게다가, 상기 토출구에서 배출되는 공기의 유동 또는 천장의 내부압력의 영향에 의하여, 먼지센서를 통과하는 공기유로에 역류가 발생하고 상기 역류에 의하여 천장에 존재하는 먼지의 감지가 이루어지는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 천장형 공기조화기의 경우, 주변유로에 영향을 받지 않고 실내공간의 오염된 공기의 먼지량을 비교적 정확하게 감지할 수 있는, 먼지센서 장착구조가 요구된다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여, 본 실시예는 실내공간의 먼지량을 용이하게 감지하기 위한 센서장치가 구비되는 천장형 공기 조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 실시예는 센서장치를 통과하는 유로에 관한 최적의 위치, 특히 센서장치로 공기를 흡입하는 센서 흡입구 및 상기 센서장치를 통과한 공기를 배출하는 센서 토출구에 관한 최적의 위치를 제안하는 천장형 공기 조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 실시예는 상기 센서 흡입구 및 센서 토출구의 개수 또는 이격거리에 관한 최적의 정보를 제안하는 천장형 공기 조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 실시예에 따른 천장형 공기 조화기에는, 흡입구를 가지는 흡입 그릴과, 상기 흡입구의 일측에 구비되며 상기 흡입구를 향하여 유동하는 메인 유동 중 먼지 센서로의 공기 유동을 가이드 하는 센서 흡입구 및 상기 먼지 센서를 통과한 공기를 배출하여 상기 메인 유동으로의 합지를 가이드 하는 센서 토출구가 포함된다.

열교환기 및 송풍기가 설치되는 케이싱 및 상기 케이싱의 하측에 결합되며 토출구가 형성되는 패널이 더 포함된다.

상기 패널에 결합되며, 상기 센서 흡입구 및 센서 토출구가 구비되는 커버부재가 더 포함된다.

상기 커버부재는 상기 패널의 모서리부에 배치될 수 있다.

상기 커버부재에 설치되며, 상기 먼지 센서가 구비되는 센서 장치가 더 포함된다.

상기 센서 장치에는, 공기가 유동하는 센서 유로를 형성하는 하우징이 포함된다.

상기 하우징에는, 상기 센서 흡입구와 연통되는 하우징 흡입부 및 상기 센서 토출구와 연통되는 하우징 토출부가 포함된다.

상기 센서 유로에는, 상기 하우징 흡입부를 통하여 흡입된 공기가 유동하는 제 1 센서유로 및 상기 하우징 토출부에 연통되는 제 2 센서유로가 포함된다.

상기 하우징에는, 상기 제 1,2 센서 유로를 구획하며, 상기 먼지 센서를 지지하는 센서 지지부가 포함된다.

상기 먼지 센서는 상기 제 1 센서유로에 설치될 수 있다.

상기 제 1 센서유로는 상기 하우징 흡입부로부터 상방으로 연장되며, 상기 제 2 센서유로는 상기 하우징 토출부를 향하여 하방으로 연장될 수 있다.

상기 하우징에는, 상기 하우징 흡입부와 상기 하우징 토출부의 사이에 구비되는 하우징 구획부가 더 포함된다.

상기 하우징 구획부는 상기 센서 유로의 하단부를 형성한다.

상기 센서 지지부는 상기 하우징 구획부로부터 상방으로 연장될 수 있다.

상기 센서 흡입구의 직경은 상기 센서 토출구의 직경보다 크게 형성될 수 있다.

상기 센서 토출구의 수는 상기 센서 흡입구의 수보다 크게 형성될 수 있다.

상기 센서 흡입구는 1개, 상기 센서 토출구는 3개가 구비될 수 있다.

상기 센서 흡입구의 흡입면적은, 상기 다수의 센서 토출구의 토출면적의 합보다 클 수 있다.

상기한 실시예에 의하면, 천장형 공기조화기의 전면부에 센서 흡입구 및 센서 토출구가 함께 형성되어, 주변 공기유로의 영향을 줄이면서 센서장치를 통과하는 센서유로가 안정적으로 형성될 수 있다는 효과가 나타난다.

특히, 센서 흡입구와 공기 조화기의 흡입구의 사이에 센서 토출구를 배치시킴으로써, 공기 조화기의 흡입구로 유동하는 메인 유동의 적어도 일부분이 센서 흡입구를 통하여 센서 장치로 흡입되고, 먼지센서를 통과한 공기가 상기 센서 토출구를 통하여 상기 메인 유동에 다시 합지될 수 있다.

또한, 상기 센서 흡입구 및 센서 토출구는 패널의 모서리부에 제공되는 커버부재에 형성되므로, 공기 조화기의 토출구에서 배출되는 공기로부터의 영향을 줄이면서 흡입되는 오염된 공기 중 먼지의 양이 비교적 정확하게 감지될 수 있다.

또한, 센서 흡입구의 크기를 상대적으로 크게 형성하여 상기 센서 흡입구를 통한 공기의 흡입이 용이하게 이루어질 수 있고, 센서 토출구의 크기를 상대적으로 작게 형성하여 센서 토출구측의 압력을 상대적으로 낮춤으로써 센서 토출구를 통한 공기의 배출이 용이하게 이루어질 수 있다는 장점이 있다.

또한, 센서 토출구의 개수를 최적으로 제안하여, 먼지의 농도에 따른 먼지센서 출력 변화가 커질 수 있으므로, 먼지량 감지의 민감도가 개선될 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 천장형 공기조화기의 구성을 보여주는 저면도이다.
도 2는 도 1의 I-I'를 따라 절개한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 천장형 공기조화기의 구성을 보여주는 측면도이다.
도 4는 도 3의 "A" 부분을 확대한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 천장형 공기조화기의 구성을 보여주는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 천장형 공기조화기의 일부 구성을 보여주는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 센서장치가 커버부재에 설치된 모습을 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 커버부재의 구성을 보여주는 저면도이다.
도 9는 도 7의 II-II'를 따라 절개한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 천장형 공기조화기에 있어서, 시뮬레이션 된 공기 유동의 모습을 보여주는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 천장형 공기조화기에 있어서, 센서 토출구의 개수에 따라 먼지농도를 감지하는 민감도의 차이를 보여주는 실험 그래프이다.

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 실시예에 따른 천장형 공기조화기의 구성을 보여주는 저면도이고, 도 2는 도 1의 I-I'를 따라 절개한 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 천장형 공기조화기(10, 이하 공기조화기라 칭함)에는, 케이싱(50) 및 패널(20)이 포함된다. 상기 케이싱(50)은 상기 천장의 내부공간에 매립되며, 상기 패널(20)은 대략 천장의 높이에 위치되어 외부에 노출될 수 있다. 상기 케이싱(50)의 내부에는, 다수의 부품이 설치될 수 있다.

상기 다수의 부품에는, 상기 케이싱(50)의 내부로 흡입된 공기와 열교환되는 열교환기(70)가 포함된다. 상기 열교환기(70)는, 상기 케이싱(50)의 내면을 따라 다수 회 절곡되도록 배치되며, 송풍팬(60)을 둘러싸도록 배치될 수 있다.

상기 다수의 부품에는, 실내 공기의 흡입 및 토출을 위하여 구동하는 송풍팬(60) 및 상기 송풍팬(60)을 향하여 흡입되는 공기를 안내하는 에어가이드(68)가 더 포함된다. 상기 송풍팬(60)에는 팬 모터(65)의 모터 축(66)이 결합되며, 상기 팬 모터(65)의 구동에 의하여 상기 송풍팬(60)은 회전할 수 있다. 상기 에어가이드(68)는 상기 송풍팬(60)의 흡입측에 배치되며 흡입구(34)를 통하여 흡입된 공기를 상기 송풍팬(60)측으로 안내한다. 일례로, 상기 송풍팬(60)에는, 원심팬이 포함될 수 있다.

상기 패널(20)은 상기 케이싱(50)의 하단에 장착되며, 하방에서 바라볼 때 대략 사각형 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 패널(20)은 상기 케이싱(50)의 하단보다 더 외측으로 돌출되도록 형성되어 둘레부가 상기 천장의 하면과 접하도록 구성될 수 있다.

상기 패널(20)에는, 패널 본체(21) 및 상기 케이싱(50)의 내부공간을 경유한 공기가 토출되는 토출구(22)가 포함된다. 상기 토출구(22)는 상기 패널 본체(21)의 적어도 일부분이 천공하여 형성되며, 상기 패널 본체(21)의 4개의 변과 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 그리고, 상기 토출구(22)는 상기 패널(20)의 각 변의 길이방향을 따라 길게 형성될 수 있으며, 상기 패널(20)에 장착되는 토출베인(25)에 의해 개폐되도록 구성될 수 있다.

상기 패널(20)의 중앙부에는 흡입 그릴(30)이 장착된다. 상기 흡입 그릴(30)은 상기 공기조화기(10)의 하부 외관을 형성하며, 대략 4각형 프레임의 형상을 가질 수 있다. 상기 흡입 그릴(30)에는, 격자형을 이루며 흡입구(34)를 가지는 그릴 본체(32)가 포함된다.

상기 토출구(22)는 상기 흡입 그릴(30)의 외측 4방향에 배치될 수 있다. 상세히, 상기 토출구(22)는 상기 흡입구(34)의 외측에 배치되며, 상하좌우 방향으로 모두 4개가 구비될 수 있다. 상기한 흡입구(34) 및 토출구(22)의 배치에 의하여, 실내공간의 공기는 상기 패널(20)의 중앙부를 통하여 상기 케이싱(50)의 내부로 흡입되어 조화되고, 상기 조화된 공기는 상기 토출구(22)를 통하여 상기 패널(20)의 외측 4방향으로 토출될 수 있다.

상기 패널 본체(21)의 네 모서리에는 커버 장착부(27)가 형성된다. 상기 커버 장착부(27)는, 상기 패널 본체(21)의 적어도 일부분이 천공되어 형성될 수 있다. 상기 커버 장착부(27)는 상기 패널(20)의 배면에 장착되는 다수의 부품들의 서비스 또는 상기 공기 조화기(10)의 동작 확인을 위한 것으로 커버부재(40)에 의해 개폐되도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 커버 장착부(27)와 커버부재(40)는 상기 패널(20)의 네 모서리에 모두 형성될 수도 있고 필요에 따라 적어도 하나의 위치에 구비될 수 있다.

상기 공기 조화기(10)에서의 공기 유동에 대하여 간단하게 설명한다. 상기 팬모터(65)가 구동하여 상기 송풍팬(60)에 회전력이 발생하면, 실내공간의 공기는 상기 흡입구(34)를 통하여 흡입된다. 상기 흡입된 공기는 상기 에어 가이드(68)의 내부공간을 통하여 상기 송풍팬(60)으로 유동하며, 상기 송풍팬(60)을 거치면서 유동방향이 변화된다.

도 2를 기준으로, 상하방향, 즉 팬모터(65)의 모터축(66)이 상기 송풍팬(60)을 향하여 연장되는 방향을 "축 방향"이라 이름하고, 상기 축 방향에 수직한 방향을 반경방향이라 이름할 수 있다. 상기 흡입구(34)를 통하여 흡입된 공기는 축방향 상측으로 유동하여 상기 송풍팬(60)으로 유입되며, 상기 송풍팬(60)을 거치면서 반경방향 외측으로 유동한다.

상기 송풍팬(60)을 통과한 공기는 상기 열교환기(70)를 통과하면서 열교환 되며, 상기 열교환 된 공기는 하방으로 유동하여 상기 토출구(22)를 통하여 배출될 수 있다. 즉, 공기는 패널(20)의 중앙부에 위치한 흡입 그릴(30)을 통하여 흡입되며, 상기 케이싱(50)의 내부에서 상기 흡입 그릴(30)의 외측 방향으로 유동하며, 상기 토출구(34)를 통하여 배출될 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 천장형 공기조화기의 구성을 보여주는 측면도이고, 도 4는 도 3의 "A" 부분을 확대한 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 천장형 공기조화기의 구성을 보여주는 평면도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 천장형 공기조화기의 일부 구성을 보여주는 사시도이다.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기(10)에는, 상기 공기 조화기(10)로 흡입될 공기의 오염도 또는 먼지량을 감지할 수 있는 센서장치(100)가 포함된다.

상기 센서 장치(100)는 상기 케이싱(50)의 측방에 설치될 수 있다. 상기 케이싱(50)은 내부가 비어 있는 다각면체의 형상을 가질 수 있다. 상세히, 상기 케이싱(50)에는, 상기 패널(20)이 4각형 형상에 대응하는 방향으로 연장되는 다수의 제 1 면부(51) 및 상기 다수의 제 1 면부(51) 중 2개의 인접한 제 1 면부(51)를 연결하는 제 2 면부(53)가 포함된다.

즉, 상기 다수의 제 1 면부(51)는 서로 이격되도록 배치되고, 상기 이격된 공간에 상기 제 2 면부(53)가 배치된다. 그리고, 상기 제 2 면부(53)는 상기 케이싱(50)의 모서리부를 형성하며, 상기 패널(20)의 모서리부 즉 상기 커버부재(40)와 대응하는 위치에 구비될 수 있다.

상기 센서 장치(100)는 상기 케이싱(50)의 제 2 면부(53) 외측에 배치될 수 있다. 그리고, 상기 센서 장치(100)는 상기 커버부재(40)에 설치된다.

상세히, 상기 커버부재(40)에는, 상기 센서 장치(100)를 지지하는 센서 안착부(42)가 포함된다. 상기 센서 안착부(42)는 상기 커버부재(40)의 상면을 형성하며, 상기 센서장치(100)의 하부를 지지할 수 있도록 편평한 면을 가진다.

상기 커버부재(40)에는, 상기 공기 조화기(10)의 흡입구(34)로 흡입되는 공기 중 적어도 일부의 공기를 바이패스 하여 상기 센서장치(100)로 흡입시키기 위한 센서 흡입구(43) 및 상기 센서 장치(100)를 통과한 공기를 배출하기 위한 센서 토출구(45)가 형성된다. 상기 센서 흡입구(43)는 상기 센서장치(100)의 입구측에 위치될 수 있다.

상기 흡입구(34)로 흡입되는 공기의 유동을 메인 유동(f1)이라 이름하고, 상기 메인 유동(f1)으로부터 바이패스 되고 상기 센서 흡입구(43)를 통하여 상기 센서 장치(100)로 유입되는 유동을 분지 유동 또는 센서 유동(f2)이라 이름할 수 있다.

상기 메인 유동(f1)은 상기 공기 조화기(10)의 모서리 부분, 즉 상기 패널(20)의 모서리 부분으로부터 상기 패널(20)의 중앙부에 위치한 흡입그릴(30)를 향하는 유동으로서 이해된다. 따라서, 상기 메인 유동(f1)은 상기 토출구(22)를 통하여 패널(20)의 외측 4방향으로 배출되는 토출 유동과의 간섭이 상대적으로 적게 발생될 수 있다. 결국, 상기 토출 유동이 상기 센서 장치(100)로 유입되는 센서 유동(f2)을 방해하는 현상을 방지할 수 있다.

상기 센서 흡입구(43) 및 센서 토출구(45)는 상기 커버부재(40)의 저면에 형성된다. 따라서, 상기 커버부재(40)의 하측에서 발생되는 메인 유동(f1) 중 적어도 일부의 유동(f2)이 상기 센서 흡입구(43)를 향하여 상방으로 유동하며, 상기 센서 장치(100)의 내부로 유입된다. 그리고, 먼지 센서(130, 도 9 참조)에 의하여, 공기 중 포함된 먼지의 양이 감지될 수 있으며, 상기 센서 토출구(45)로 유동하여 하방으로 배출된다.

상기 센서 토출구(45)에서 배출된 공기는 상기 메인 유동(f1)과 다시 합지되어 상기 흡입구(34)를 향하여 유동될 수 있다. 즉, 먼지량이 감지된 공기는 천장의 내부공간으로 유동하지 않고, 상기 패널(20)의 하측으로 유동하여 상기 메인 유동(f1)과 합지될 수 있다. 이를 위하여, 상기 센서 장치(100)는 천장의 내부공간으로부터 분리된 내부공간을 가진다. 즉, 상기 센서장치(100)의 내부공간과 상기 천장의 내부공간은 서로 연통되지 않을 수 있다.

만약, 상기 먼지량이 감지된 공기가 천장의 내부공간으로 버려진다면, 상기 천장의 내부공간과 상기 센서장치로 흡입되는 흡입구 사이의 압력 차이에 의하여 센서 유동에 원하지 않는 역류가 발생될 수 있다. 일례로, 상기 천장의 내부공간의 압력이 상기 흡입구에서의 압력보다 큰 경우, 상기 천장의 내부공간으로부터 상기 센서장치로의 유동이 발생하게 되고, 이에 따라 실내공간의 먼지가 아닌, 천장에 존재하는 먼지가 감지되는 문제가 발생할 수 있다.

본 실시예는 이러한 문제점의 발생을 방지하기 위하여, 센서 흡입구(43)와 센서 토출구(45)가 상기 커버부재(40)의 일면에 형성되도록 하고, 먼지량 감지를 위한 센서 유동의 흡입 및 토출이 상기 커버부재(40)의 일면에서 이루어지도록 할 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 센서장치가 커버부재에 설치된 모습을 보여주는 도면이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 커버부재의 구성을 보여주는 저면도이고, 도 9는 도 7의 II-II'를 따라 절개한 단면도이다.

도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 밞명의 실시예에 따른 커버부재(40)의 상면에는, 센서 장치(100)가 설치된다.

상기 커버부재(40)에는, 상기 패널(20)의 모서리부에 구비되는 커버 장착부(27)에 결합되는 커버본체(41)가 포함된다. 상기 커버본체(41)에는, 상기 공기 조화기(10)의 모서리부 형상을 제공하는 커버 모서리부(41a)가 포함된다. 상기 커버 모서리부(41a)는 대략 수직으로 절곡된 형상을 가질 수 있다.

상기 커버본체(41)의 상면에는, 상기 패널(20)의 패널 본체(21)와 결합되는 본체 결합부(46)가 구비된다. 상기 본체 결합부(46)는 상기 커버본체(41)로부터 돌출될 수 있다. 그리고, 상기 본체 결합부(46)는 절곡된 형상을 가지며, 상기 패널 본체(21)의 적어도 일부분과 걸림이 이루어지도록 구성될 수 있다. 그리고, 상기 본체 결합부(46)는 다수 개가 구비되며, 상기 다수 개의 본체 결합부(46)는 상기 센서 장치(100)의 양측에 배치될 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 상기 커버부재(40)는 상기 패널(20)에 견고하게 결합되어, 상기 센서 장치(100)를 안정적으로 지지할 수 있다.

상기 커버본체(41)의 상면에는, 상기 센서장치(100)와 결합되는 하우징 결합부(47)가 포함된다. 상기 하우징 결합부(47)는 상기 커버본체(41)로부터 돌출되며, 상기 센서 장치(100)의 고정 리브(117)에 결합될 수 있다. 일례로, 상기 고정 리브(117)는 하우징(110)의 측면에 구비되며 상하 방향으로 관통되는 관통부를 가질 수 있고, 상기 하우징 결합부(47)는 상기 고정 리브(117)의 관통부에 삽입되도록 배치될 수 있다. 상기 하우징 결합부(47)와 상기 고정 리브(117)의 결합에 의하여, 상기 센서장치(100)는 상기 커버부재(40)에 안정적으로 지지될 수 있다.

상기 커버본체(41)에는, 상기 메인 유동(f1) 중 적어도 일부의 유동(f2)이 분지되어 흡입되는 센서 흡입구(43)가 포함된다. 상기 센서 흡입구(43)는 상기 커버 본체(41)의 저면에 관통하도록 구성되며, 상기 센서 장치(100)의 내부공간과 연통할 수 있다.

상기 커버본체(41)에는, 상기 센서 장치(100)의 내부공간을 통과한 공기를 상기 센서 장치(100)의 외부로 배출되도록 가이드 하는 센서 토출구(45)가 더 포함된다. 상기 센서 토출구(45)는 상기 센서 흡입구(43)로부터 설정거리 만큼 이격되도록 배치될 수 있다.

상기 센서 흡입구(43)와 상기 센서 토출구(45)는 서로 다른 크기로 형성될 수 있다. 상세히, 상기 센서 흡입구(43)의 크기 또는 직경(d1)은, 상기 센서 토출구(45)의 크기 또는 직경(d2)보다 크게 형성될 수 있다. 일례로, 상기 d2는 d1의 약 2배의 크기로 형성될 수 있다.

상기 센서 토출구(45)의 수는 상기 센서 흡입구(43)의 수보다 크게 형성될 수 있다. 일례로, 상기 센서 흡입구(43)는 단수로 제공되며, 상기 센서 토출구(45)는 복수로 제공될 수 있다. 상기 다수의 센서 토출구(45)의 면적의 합은, 상기 센서 흡입구(43)의 면적의 합보다 작게 형성될 수 있다. 즉, 상기 센서 흡입구(43)를 통한 공기의 흡입면적은, 상기 다수의 센서 토출구(45)를 통한 공기의 토출면적 보다 크게 형성될 수 있다.

상기 센서 흡입구(43)의 면적과, 상기 다수의 센서 토출구(45)의 면적 차이에 의하여, 상기 센서 흡입구(43)측에서의 유동 압력은 상기 센서 토출구(45)에서의 유동 압력보다 작게 형성될 수 있다. 결국, 상기 공기유동의 압력 차이에 의하여, 상기 센서 흡입구(43)로부터 상기 센서 토출구(45)로의 공기 유동이 원활하게 이루어질 수 있다.

한편, 상기 센서 토출구(45)가 다수 개가 구비됨으로써, 1개의 센서 토출구(45)가 구비되는 경우에 비하여, 먼지 센서(130)를 통한 감지도, 즉 감지의 민감한 정도가 개선될 수 있다 (도 11 참조).

이는, 1개의 센서 토출구(45)가 구비되는 경우에 비하여, 다수의 센서 토출구(45)에 의한 토출면적이 상대적으로 크게 형성됨으로써, 상기 센서 흡입구(43)로부터 상기 센서 토출구(45)를 향하는 공기의 유동속도가 상대적으로 낮아질 수 있고, 이에 따라 상기 먼지 센서(130)에 의한 먼지 감지가 비교적 정확하게 이루어질 수 있기 때문이다. 공기의 유동속도가 너무 높은 경우, 유속에 의한 노이즈가 증가하여, 정확한 양의 먼지를 감지하는 것이 제한될 수 있다.

상기 센서장치(100)에는, 외관을 형성하며 상기 센서 흡입구(43)로부터 흡입된 공기가 센서 토출구(45)를 향하여 유동하는 센서 유로(112)를 형성하는 하우징(110)이 포함된다. 상기 센서 유로(1120는 상기 센서 흡입구(43)로부터 상기 센서 토출구(45)를 향하여 연장되는 것으로 이해될 수 있다.

상기 하우징(110)은 천장의 내부공간으로부터 분리된다. 즉, 상기 센서 유로(112)는 상기 하우징(110)에 의하여 상기 천장의 내부공간으로부터 분리될 수 있다. 따라서, 상기 천장의 내부공간으로부터 상기 센서 유로(112)를 향한 역류의 발생이 방지될 수 있다.

상기 하우징(110)은 상기 커버본체(41)의 상면으로부터 상방으로 연장되도록 구성될 수 있다. 그리고, 상기 하우징(110)은 먼지 센서(130) 및 상기 먼지 센서(130) 주변의 공기 유로를 포함할 수 있는 정도의 크기로 구성될 수 있다.

상기 하우징(110)에는, 상기 센서 흡입구(43)에 연통되는 하우징 흡입구(111)가 형성된다. 상기 하우징 흡입부(111)는 상기 센서 흡입구(43)를 통하여 흡입된 공기가 상기 하우징의 센서 유로(112)로 유입되도록 가이드 하는 흡입공으로서 이해된다. 상기 하우징 흡입구(111)는 상기 센서 흡입구(43)의 상측에 정렬될 수 있다.

상기 하우징(110)에는, 상기 하우징 흡입부(111)를 통하여 흡입된 공기 중 먼지량 또는 먼지의 농도를 감지할 수 있는 먼지 센서(130)가 포함된다. 상기 먼지 센서(130)에는, 센서 주변의 공기 온도를 상승시키는 히터 및 먼지의 양에 따라 출력값을 변화시키는 소자가 포함된다. 상기 히터가 구동하면, 상기 센서 주변의 공기 온도가 상승하여 밀도가 감소하고 그에 따라 압력이 낮아져서 상기 먼지 센서(130)를 향한 공기의 유동을 유도한다.

상기 하우징(110)에는, 상기 먼지 센서(130)를 지지하는 센서지지부(120)가 포함된다. 상기 센서지지부(120)는 상기 하우징(110)의 내부공간 대략 중심부에서, 상기 하우징(110)의 하부로부터 상방을 향하여 연장될 수 있다. 상기 센서지지부(120)에 의하여 상기 하우징(110)의 내부공간은 제 1,2 공간부(112a,112b)로 구획된다. 상기 제 1,2 공간부(112a,112b)는 상기 센서 유로(112)를 형성하며, 상기 제 1,2 공간부(112a,112b)의 상부는 서로 연통될 수 있다.

상기 제 1 공간부(112a)는 상기 하우징 흡입부(111)로부터 상방으로 연장되며, 상기 제 2 공간부(112b)는 하우징 토출부(117)를 향하여 하방으로 연장될 수 있다. 상기 제 1 공간부(112a)를 "제 1 센서유로", 상기 제 2 공간부(112b)를 "제 2 센서유로"라 이름할 수 있다.

상기 먼지 센서(130)는 상기 센서지지부(120)의 일측에 지지되며, 상기 제 1,2 공간부(112a,112b) 중, 제 1 공간부(112a)에 위치될 수 있다. 그리고, 상기 제 1 공간부는 상기 하우징 흡입부(111)의 상측에 배치될 수 있다. 상기 하우징 흡입부(111)는 상기 제 1 공간부의 입구를 형성한다.

상기 먼지 센서(130)는 상기 하우징 흡입부(111)의 상측에 위치되며, 상기 센서 흡입구(43) 및 상기 하우징 흡입부(111)를 통하여 상기 하우징(110)의 내부로 유입된 공기는 상기 먼지 센서(130)를 따라 상방으로 유동할 수 있다.

즉, 상기 먼지 센서(130)는 상기 센서지지부(120)에 지지되어 상하방으로 연장되며, 공기는 상기 하우징 흡입부(111)로부터 상방으로 유동하면서 상기 먼지 센서(130)를 통과한다. 이 과정에서, 공기는 상기 제 1 공간부(112a)를 유동할 수 있다. 상기 먼지 센서(130)에서는, 공기 중 포함된 이물(먼지)의 양을 감지할 수 있다.

상기 제 1 공간부(112a)를 유동한 공기는 상기 제 1,2 공간부(112a,112b)의 상부에서 상기 제 2 공간부(112b)측으로 꺽여져 유동한다. 그리고, 공기는 상기 제 2 공간부(112b)에서 하방으로 유동하며, 상기 센서 토출구(45)측으로 유동한다.

상기 하우징(110)에는, 상기 센서 토출구(45)에 연통하는 하우징 토출부(117)가 형성된다. 상기 하우징 토출부(117)는 공기를 배출시키기 위한 출구로서, 상기 센서 토출구(45)의 상측에 정렬될 수 있다. 따라서, 상기 제 2 공간부(112b)의 공기는 상기 하우징 토출부(117)를 거쳐 상기 센서 토출구(45)로 유동하며, 상기 커버부재(40)로부터 배출된다.

상기 커버부재(40)에서 배출된 공기(f2)는 상기 흡입구(34)로 유동하는 공기(f1)와 합지되며, 합지된 공기(f1+f2)는 상기 흡입구(34)로 흡입될 수 있다.

상기 하우징(110)에는, 상기 하우징 흡입부(111)와 상기 하우징 토출부(117)의 사이에 배치되는 하우징 구획부(118)가 포함된다. 상기 하우징 구획부(118)는 상기 하우징 흡입부(111)와 상기 하우징 토출부(117)를 이격시키며, 상기 제 1,2 공간부(112a,112b)의 하단부를 형성한다.

그리고, 상기 센서지지부(120)는 상기 하우징 구획부(118)로부터 상방으로 연장되어, 상기 제 1,2 공간부(112a,112b)를 구획할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하여, 상기 하우징 흡입부(111)를 통하여 흡입된 공기는 상기 하우징 토출부(117)로 직접 유동하지 않으며, 상기 제 1,2 공간부(112a,112b)를 거친 후 상기 하우징 토출부(117)로 유동할 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 천장형 공기조화기에 있어서, 시뮬레이션 된 공기 유동의 모습을 보여주는 도면이고, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 천장형 공기조화기에 있어서, 센서 토출구의 개수에 따라 먼지농도를 감지하는 민감도의 차이를 보여주는 실험 그래프이다.

먼저, 도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 송풍팬(60)이 구동하여 상기 공기 조화기(10)로 흡입력이 발생되면, 실내공기는 흡입그릴(30)의 흡입구(34)를 향하여 유동한다.

이러한 공기 유동을 메인 유동(f1)이라 정의할 때, 상기 메인 유동(f1) 중 적어도 일부의 공기(f1, 센서유동)는 상기 센서 흡입구(43)를 통하여 커버부재(40)로 유입되고, 상기 하우징 흡입부(111)를 통하여 상기 하우징(110)으로 유입된다. 이 때, 상기 센서 장치(100)에 구비되는 히터가 구동하여 상기 하우징(110)의 내부에는 저압이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 메인 유동(f1) 중, 상기 센서 장치(100)로의 센서 유동(f2)이 용이하게 발생될 수 있다.

상기 센서 유동(f2)은 먼지 센서(130)를 통과한다. 이 과정에서, 공기 중 먼지량이 감지될 수 있다. 상기 먼지 센서(130)를 통과한 센서 유동(f2)은 천장의 내부공간으로 버려지지 않고 상기 센서 토출구(45)로 유동하여, 상기 커버부재(40)로부터 배출된다.

그리고, 배출된 센서 유동(f2)은 상기 메인 유동(f1)과 다시 합지되어, 상기 흡입그릴(30)의 흡입구(34)로 유동하여 흡입될 수 있다. 이러한 작용에 의하면, 센서 유동은 메인 유동으로부터 분지되어 다시 합지되는 유동이 이루어질 수 있고, 천장의 내부공간으로부터 상기 하우징(110) 내부로의 공기 역류가 방지될 수 있다.

도 11을 참조하면, 센서 토출구(45)가 1개 형성되는 경우와, 3개 형성되는 경우, 먼지 농도에 따른 센서 출력의 변화가 나타난다. 상기 센서 출력이라 함은, 먼지 센서(130)를 통과하는 공기에 대한 먼지량 감지값으로 이해된다.

먼저, 센서 토출구(45)가 1개 형성되는 경우, 공기 중 먼지 농도가 증가하더라도, 상기 먼지 센서(130)에서 감지되는 출력값의 변화가 크지 않음을 알 수 있다. 반면에, 센서 토출구(45)가 3개 형성되는 경우, 공기 중 먼지 농도가 증가함에 따라 상기 먼지 센서(130)에서 감지되는 출력값의 변화가 크게 형성됨을 알 수 있다.

일례로, 먼지의 농도가 50(μg/m3)인 경우, 센서 토출구(45)가 1개일 때 센서 출력은 약 400~500(mV)이고 상기 센서 토출구(45)가 3개일 때 센서 출력은 약 700~800(mV)로 나타난다. 그리고, 먼지의 농도가 100(μg/m3)인 경우, 센서 토출구(45)가 1개일 때 센서 출력은 약 500~600(mV)이고 상기 센서 토출구(45)가 3개일 때 센서 출력은 약 900~1,000(mV)로 나타난다. 즉, 먼지의 농도 증가에 따라 센서 출력의 변화는, 상기 센서 토출구(45)가 3개일 때가 1개일 때보다 더 크게 나타날 수 있다.

상기 먼지 센서(130)의 성능은, 먼지의 농도에 따라 감지되는 값의 변화가 커질수록 우수한 것으로 인식될 수 있다. 즉, 먼지의 농도가 증가함에도 불구하고 먼지 센서(130)에서 인식되는 값의 차이가 크지 않으면, 센서의 자체 노이즈(noise)를 고려할 때, 상기 먼지의 농도를 정확히 감지하는 것이 제한되는 것으로 인식될 수 있다.

결국, 본 실시예와 같이, 센서 흡입구(43)의 압력이 센서 토출구(45)의 압력보다 크게 형성되도록 하면서도, 센서 토출구(45)의 토출면적을 설정면적 이상으로 유지함으로써, 원할한 센서유동(f2)을 유도할 수 있고, 도 11의 그래프에서 확인되는 바와 같이, 먼지 센서(130)의 작용에 따른 민감도를 개선할 수 있다.

10 : 천장형 공기조화기 20 : 패널
22 : 토출구 25 : 토출베인
30 : 흡입그릴 34 : 흡입구
40 : 커버부재 43 : 센서 흡입구
45 : 센서 토출구 50 : 케이싱
100 : 센서 장치 110 : 하우징
111 : 하우징 흡입부 112 : 센서 유로
117 : 하우징 토출부 120 : 센서지지부
130 : 먼지 센서

Claims (15)

1. 송풍팬이 설치되는 케이싱;
   상기 케이싱의 하측에 구비되며, 토출구를 형성하는 패널;
   상기 패널의 중앙부에 구비되며, 흡입구를 형성하는 흡입 그릴;
   상기 패널의 모서리부에 설치되는 커버부재;
   상기 커버부재에 형성되며, 상기 흡입구를 향하여 유동하는 메인 유동 중 적어도 일부의 센서 유동이 흡입되는 센서 흡입구;
   상기 커버부재의 상면에 장착되며, 상기 센서 흡입구를 지난 센서 유동이 유입되는 먼지 센서; 및
   상기 커버부재에 형성되며, 상기 먼지 센서를 통과한 센서 유동을 배출하여, 상기 메인 유동과의 합지를 가이드 하는 센서 토출구가 포함되며,
   상기 센서 토출구는, 상기 센서 흡입구보다 상기 흡입 그릴에 더 가까이 위치되는 것을 특징으로 하는 천장형 공기 조화기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 먼지 센서를 수용하는 하우징이 더 포함되는 천장형 공기 조화기.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 하우징에는,
   상기 센서 흡입구에 연통하는 하우징 흡입부;
   상기 센서 토출구에 연통하는 하우징 토출부; 및
   상기 하우징 흡입부로부터 상기 하우징 토출부를 향하여 연장되며, 상기 센서 유동이 통과하는 센서 유로가 포함되는 천장형 공기 조화기.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 하우징에는, 상기 먼지 센서를 지지하는 센서 지지부가 더 포함되며,
   상기 센서 유로에는,
   상기 센서 지지부에 의하여 구획되는 제 1 센서유로와 제 2 센서유로가 포함되는 천장형 공기 조화기.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 먼지 센서는 상기 제 1 센서 유로에 설치되며, 상기 하우징 흡입부로부터 상방으로 연장되는 천장형 공기 조화기.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 제 1 센서유로의 상부와, 상기 제 2 센서유로의 상부는 서로 연통되는 천장형 공기 조화기.
10. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 센서유로는 상기 하우징 토출부를 향하여 하방으로 연장되는 천장형 공기 조화기.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서 흡입구의 직경은 상기 센서 토출구의 직경보다 크게 형성되는 천장형 공기 조화기.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서 토출구는 다수 개가 구비되며,
    상기 다수 개의 센서 토출구의 수는 상기 센서 흡입구의 수보다 크게 형성되는 천장형 공기 조화기.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 센서 흡입구는 1개, 상기 센서 토출구는 3개가 구비되는 천장형 공기 조화기.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 센서 흡입구의 흡입면적은, 상기 다수의 센서 토출구의 토출면적의 합보다 큰 천장형 공기 조화기.
15. 삭제

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