KR102184539B1 - 에어 핸들링 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 에어 핸들링 유닛은, 특히, 흡기모듈 및 배기모듈의 내부 공간을 흡입챔버와 원심챔버로 구획하는 분리격벽에 공기의 유동 저항이 최소화될 수 있도록 팬모듈을 연결시키고, 상하 수직방향으로 흡입되는 실내 공기의 유로와 흡입챔버로부터 원심챔버로 유동되는 공조 공기의 유로에 의하여 발생되는 맥동현상을 방지하여 소비자의 감성품질 저하를 방지할 수 있는 이점을 제공한다.

Description

에어 핸들링 유닛 {Air Handling Unit}

본 발명은 에어 핸들링 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 현장으로의 물류 이송 및 현장에서의 설치가 용이함은 물론 공조 성능을 향상시킬 수 있는 에어 핸들링 유닛에 관한 것이다.

일반적으로, 공기조화기는 실내의 공기를 흡입하여 저온 또는 고온의 냉매와 열교환 한 후 실내로 토출하는 것을 반복하는 작용에 의해 공조대상공간을 냉방, 난방 또는 환기시키는 시스템으로써, 압축기, 팽창기구, 제1열교환기(응축기 또는 증발기) 및 제2열교환기(증발기 또는 응축기)로 이루어진 냉매의 냉동사이클로 이루어진다.

이와 같은 공기조화기는 주로 실외에 설치되는 실외기('실외측' 또는 '방열측'이라 칭하기도 함)와, 주로 건물 내부에 설치되는 실내기('실내측' 또는 '흡열측'이라 칭하기도 함)로 나뉘어 지는데, 상기 실외기에는 응축기(실외열교환기)와 압축기가 설치되고, 상기 실내기(실내열교환기)에는 증발기가 설치된다.

그리고, 주지된 바와 같이 공기조화기는, 실외기와 실내기가 각각 분리되어 설치되는 분리형 공기조화기와, 실외기와 실내기가 일체로 설치되는 일체형 공기조화기로 크게 나뉘고, 용량의 크기에 따라서 소용량의 공기조화기와 대용량의 공기조화기로 나뉠 수 있다.

특히, 대용량의 공기조화기는 실내기와 실외기가 일체형으로 구성되고, 덕트 등에 의해 공기조화가 필요한 다수의 공조대상공간으로 조화된 공기의 고급이 가능한 구조를 가질 수 있다.

또한, 대용량의 공기조화기 중, 목표대상공간의 온도, 습도 및 청정도 상황에 따른 목표 부하량에 맞추어 외부 공기(외기)와 실내 공기와 적정 비율로 혼합함으로써 사용자에게 최적의 공조감을 부여하도록 구성된 것을 '에어 핸들링 유닛(Air Handling Unit)으로 분류하기도 한다.

이와 같은 에어 핸들링 유닛은, 목표대상공간의 부하 용량에 따라서 시스템을 효율적으로 구동되도록, 각 기능에 따라 모듈별로 구성될 수 있다.

대표적으로, 등록특허 제10-1294097호와 공개특허 제10-2011-0056109호에 에어 핸들링 유닛이 잘 나타나 있다.

상기와 같은 종래 기술에 따른 에어 핸들링 유닛은, 전체적인 뼈대를 형성하는 프레임, 프레임에 결합되는 다수의 패널에 의해 외형을 형성하고, 이와 같이 형성된 다수의 모듈들이 상호 결합되도록 구성된다.

그러나, 종래 기술에 따른 에어 핸들링 유닛은, 뼈대를 형성하는 프레임에 다수의 패널을 결합할 때, 공조 공기의 누기 차단을 위하여 소정의 결합력을 가지도록 결합되어야 하는 바, 프레임과 패널 사이에 결합력이 우수한 다수의 스크류 결합을 이용하는 실정이어서 조립자의 조립 공수가 증가하는 문제점이 있다.

한편, 종래 기술에 따른 에어 핸들링 유닛은, 건물의 비교적 넓은 공간에 마련된 기계실에 설치되어, 건물 전체의 공조 기능을 담당하는 바, 공조 공기의 유동을 위한 송풍팬 및 이를 구동시키는 팬 모터의 사이즈가 매우 커지는 문제점이 있다. 이와 같은 송풍팬 및 팬 모터 사이즈의 대형화는, 에어 핸들링 유닛 설치시 많은 인원의 숙련된 작업공을 필요로 하여 노동비가 상승하는 문제점으로 이어진다.

아울러, 종래 기술에 따른 에어 핸들링 유닛은, 기계실의 천장 부분에 공조대상공간과 연통되게 마련된 흡기덕트를 통해 실내 공기가 유입되도록 흡기덕트와 연결되되, 실내 공기가 상부에서 하부로 상하 수직되게 유입된 후, 공조를 위하여 수평방향으로 공기 유로를 형성하는 바, 수직의 공기 유로가 수평의 공기 유로로 변경되면서 팬모듈의 작동에 따른 에어 핸들링 유닛의 내부의 압력 변화로 인하여 이른바 "맥동현상(또는 '서어징 현상')"이 발생되어 소비자의 감성품질을 저하시키는 문제점이 있다.

이와 같은 맥동현상의 문제점은, 에어 핸들링 유닛에서 외부 공기를 유입하여 혼합하는 과정에서도 동일하게 발생될 수 있다.

맥동현상은, 그 발생원인이 다양하나, 특히, 직육면체의 모서리 부분을 가지는 내부 공간이 형성된 경우, 팬모듈에 의하여 형성된 공기의 유동 압력이 모서리 부분까지 균일하게 분포되지 못한 관계로 압력을 균일화하는 과정에서 발생되는 현상으로써 이를 방지하기 위해서는 모서리 부분을 제거하여야 하나, 이는 별도의 부재가 사용되어야 하는 부품수의 증가 및 작업 공수의 증가를 초래하는 문제점으로 이어질 수 있다.

본 발명은 상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 외부에서 모듈의 내부로 상하 수직된 방향의 공기 유로를 형성한 후, 수평의 공조 공기 유로를 형성하는 각각의 모듈 내부의 맥동현상이 방지되는 에어 핸들링 유닛을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 별도의 부재를 사용하지 않고서도, 모듈 내부의 분리격벽에 유동가이드 패널을 부착하고, 분리격벽을 흡입챔버 및 원심챔버를 구획하도록 모듈의 내부 공간에 설치하는 동작만으로 맥동현상을 방지할 수 있는 에어 핸들링 유닛을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

아울러, 본 발명은, 유동가이드 패널을 통하여 흡입되는 공기와 공조를 위한 공기의 유로를 자연스럽게 연결하여 유동 저항을 최소화할 수 있는 에어 핸들링 유닛을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 에어 핸들링 유닛의 바람직한 일실시예는, 상하로 개구된 흡입구를 통하여 수직방향으로 공기를 흡입하는 제1챔버와, 상기 제1챔버의 일측에 배치되고, 수평방향으로 개구된 연통구를 통하여 상기 제1챔버로부터 공기가 수평방향으로 유입되는 제2챔버와, 상기 연통구에 배치되어, 상기 연통구를 통하여 유동되는 공기의 흐름을 안정화시킴과 아울러, 상기 제1챔버 내부의 서어징 현상을 방지하는 유동가이드 패널을 포함한다.

여기서, 상기 연통구는, 상기 제1챔버 및 제2챔버로 형성된 모듈을, 상기 제1챔버 및 제2챔버로 수직되게 구획하는 분리격벽에 수평방향으로 개구되게 형성될 수 있다.

또한, 상기 유동가이드 패널은, 상기 연통구에 수평되게 배치될 수 있다.

또한, 상기 유동가이드 패널은, 복수개가 상하로 이격되게 배치될 수 있다.

또한, 상기 연통구는, 상기 분리격벽의 외측 테두리 부분과 각각 소정거리 이격된 장방형으로 개구되게 형성되고, 상기 유동가이드 패널은, 양단부가 각각 상기 연통구의 내측 테두리에 면접되게 고정될 수 있다.

또한, 상기 유동가이드 패널은, 상기 연통구를 유동하는 공기에 의하여 흔들리지 않는 두께로 형성될 수 있다.

또한, 상기 유동가이드 패널은, 상기 제1챔버 측으로 소정길이 돌출되게 형성될 수 있다.

또한, 상기 유동가이드 패널은, 중간 부분이 하측으로 함몰된 "V"자 형상으로 절곡 형성될 수 있다.

또한, 중간 부분이 하측으로 함몰된 상기 유동가이드패널의 두께는, 일직선 형상인 유동가이드 패널의 두께보다 작은 두께로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 제1챔버에 형성된 상기 흡입구는, 상기 모듈의 상부면을 형성하는 상부 커버에 상하로 연통되게 형성되고, 상기 상부 커버와 상기 분리격벽은 수직되게 배치될 수 있다.

또한, 상기 모듈은, 골격을 형성하는 복수개의 모듈프레임과, 상기 복수개의 모듈프레임 사이에 슬라이딩 결합되어 외관면을 형성하는 복수개의 케이스 패널을 포함하고, 상기 상부 커버는, 상기 흡입구가 형성된 상기 복수개의 케이스 패널 중 하나일 수 있다.

상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 에어 핸들링에 따르면 다음과 같은 다양한 효과를 달성할 수 있다.

첫째, 흡입챔버와 원심챔버로 구획하는 분리격벽에 배치된 유동가이드 패널을 통하여 모듈 내부의 맥동현상을 방지함으로써 소비자의 감성품질 저하를 방지하는 효과를 가진다.

둘째, 맥동현상 방지를 위하여 모듈의 내부 공간에 형성된 모서리 부분을 별도의 부재를 이용하여 삭제하는 것이 아니라, 모듈의 일부로써 조립되는 분리격벽에 유동가이드 패널을 구비함으로써 부품수의 증가를 방지함은 물론 조립공수를 절감하는 효과를 가진다.

셋째, 유동가이드 패널을 이용하여 흡입챔버를 통하여 흡입되는 공기의 유로 및 흡입챔버로부터 공조를 위하여 유동되는 공기의 유로를 자연스럽게 연장하여 유로 저항을 최소화함으로써 공조 성능을 향상시키는 효과를 가진다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 에어 핸들링 유닛을 나타낸 사시도이고,
도 2는 도 1의 분해 사시도이며,
도 3은 도 1의 구성 중 팬모듈이 공통적으로 수용되는 흡기모듈과 배기모듈을 나타낸 사시도이고,
도 4는 도 1의 각 모듈별 공통적인 조립 모습을 나타낸 사시도이며,
도 5는 베이스에 팬모듈을 설치하기 위한 준비 작업을 나타낸 사시도이고,
도 6은 도 1의 구성 중 흡기모듈 및 배기모듈 내부 공간을 나타낸 단면도이며,
도 7은 도 6의 흡기모듈 및 배기모듈의 내부 공간에 구비된 팬모듈을 나타낸 사시도이고,
도 8은 도 7의 분해 사시도이고,
도 9는 팬모듈의 구성 중 박스프레임과 박스프레임 커넥터 및 안전망의 설치 관계를 나타낸 분해 사시도이며,
도 10은 팬 모듈의 하부 커버 상부에 대한 결합 모습을 나타낸 사시도이고,
도 11은 팬모듈의 적층 설치 모습을 나타낸 사시도이며,
도 12는 본 발명에 따른 에어 핸들링 유닛의 구성 중 유동가이드 패널의 다양한 실시예를 나타낸 사시도이고,
도 13은 도 12의 유동가이드 패널을 이용한 공기의 유동 모습을 나타낸 단면도이며,
도 14는 본 발명에 따른 에어 핸들링 유닛의 전체적인 조립 순서를 나타낸 조립 순서도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 본 발명에 따른 에어 핸들링 유닛의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 에어 핸들링 유닛을 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 분해 사시도이며, 도 3은 도 1의 구성 중 팬모듈이 공통적으로 수용되는 흡기모듈과 배기모듈을 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 1의 각 모듈별 공통적인 조립 모습을 나타낸 사시도이며, 도 5는 베이스에 팬모듈을 설치하기 위한 준비 작업을 나타낸 사시도이다.

본 발명에 따른 에어 핸들링 유닛(1)의 바람직한 일실시예는, 대형 공기조화기의 유형 중 특히 목표대상공간의 온도, 습도, 청정도 등의 공조 조건(목표 부하량)에 따라 실내 공기와 외부 공기를 흡입 및 혼합하여 설정된 조건으로 공조시킨 후 다시 목표대상공간을 공조시키는 에어 핸들링 유닛으로 축소하여 설명하기로 한다.

그러나, 본 발명의 명칭 여하에 불구하고, 본 발명의 권리범위는 대형 공기조화기, 나아가 공기조화기 전체에 걸쳐 균등한 범위에서의 실시가 가능한 바, 권리범위를 축소 해석하여서는 아니될 것이다.

본 발명에 따른 에어 핸들링 유닛(1)의 바람직한 일실시예는, 도 1 및 도 2에 참조된 바와 같이, 공조 사이클에 따른 기능별로, 실내 공기를 흡입하는 흡입구(3)가 형성되고, 흡입된 실내 공기를 유동시키는 팬모듈(101)이 내부에 설치되는 흡기모듈(100)과, 흡기모듈(100)과 연통되게 결합되되, 흡기모듈(100)로부터 공급된 실내 공기와 외부로부터 흡입된 외부 공기를 혼합하는 혼합모듈(200)과, 혼합모듈(200)과 연통되게 결합되되, 혼합모듈(200)로부터 공급된 혼합 공기와 열에너지를 교환하는 열교환모듈(300) 및 열교환모듈(300)과 연통되게 결합되되, 열교환모듈(300)에 의하여 공조된 공기를 실내로 배기시키는 팬모듈(401)이 내부에 설치되는 배기모듈(400)을 포함할 수 있다.

여기서, 흡기모듈(100)은, 미도시의 공조대상공간과 연통시키는 미도시의 흡기덕트를 통하여 실내 공기를 흡입하는 기능을 수행한다. 흡기모듈(100)은 실내 공기를 흡입하여 일측의 혼합모듈(200)로 공급한다.

혼합모듈(200)은, 흡기모듈(100)로부터 실내 공기를 공급받는 동시에 외부로부터 외부 공기를 흡입하여 공조대상공간의 청정도 등에 따라 실내 공기와 외부 공기의 혼합량을 조절하는 역할을 한다.

혼합모듈(200)은, 흡기모듈(100)로부터 공급받은 실내 공기를 0 내지 100%를 배출시킬 수 있음은 물론, 외부로부터 외부 공기를 0 내지 100% 공급받을 수 있다.

바람직하게는, 혼합모듈(200)은 외부로 공기를 배출한만큼 흡기모듈(100)로부터 공기를 흡입할 수 있다. 예를 들어, 30%의 공기를 외부로 배출시키면, 30%의 공기를 흡기모듈(100)로부터 공급받는다. 이 경우, 혼합모듈(200)은 흡기모듈(100)로부터 공급받은 공기와 외부로부터 공급받은 공기를 7:3의 비율로 혼합하게 된다.

혼합비율은 공기의 청정도나 에너지 효율을 고려하여 적정하게 변경 조절될 수 있다.

열교환모듈(300)은, 혼합모듈(200)로부터 공급받은 혼합 공기를 열에너지와 열교환하여 공조대상공간의 목표 부하량 조건에 상응하도록 유동 공기를 가열하거나 냉각하여 난방운전 및 냉방운전을 수행할 수 있도록 한다.

배기모듈(400)은, 열교환모듈(300)에 의하여 공조된 공기를 공급받아, 다시 공조대상공간인 실내로 배기시키는 기능을 수행한다.

이와 같은, 흡기모듈(100), 혼합모듈(200), 열교환모듈(300) 및 배기모듈(400)의 내부에는 각각의 기능을 수행하기 위한 내부 구성품(50)이 적정한 위치에 설치될 수 있다. 특히, 흡기모듈(100) 및 배기모듈(400)은 내부 구성품(50)으로써 팬박스(60) 단위의 조합체인 팬모듈(101,401)이 설치될 수 있으며, 팬모듈(101,401)에 관한 구체적인 내용은 후술하기로 한다.

본 발명에 따른 에어 핸들링 유닛(1)은, 상술한 바와 같이, 도 2에 참조된 바와 같이, 기능별로 4개의 모듈(100,200,300,400)로 분류될 수 있다. 각각의 모듈은 후술하는 복수개의 모듈프레임 및 케이스 패널과 내부 구성품의 조합에 의하여 모듈 단위로 조립되어 운반이 가능하고, 조립된 각 모듈이 결합되어 정상 운전이 가능한 하나의 에어 핸들링 유닛이 완성될 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 에어 핸들링 유닛(1)의 바람직한 일실시예는, 숙련된 조립자가 아니더라도 일반인도 설치 매뉴얼만 보고도 각 모듈을 간단하게 조립할 수 있을 뿐만 아니라 각 모듈을 조합하여 에어 핸들링 유닛을 완성할 수 있도록 하고, 부품수를 줄여 최소의 조립 공수만으로도 조립이 가능하도록 함과 동시에, 부품수의 감소에 따른 조립 공수의 축소로 전체 조립 시간의 지연을 방지할 수 있도록 모듈화된 에어 핸들링 유닛(1)을 제공한다.

아울러, 본 발명에 따른 에어 핸들링 유닛(1)의 바람직한 일실시예는, 조립 완성된 모듈의 내부, 특히 흡기모듈(100)과 배기모듈(400)의 내부에 공기를 유동시키는 유동력을 발생시키는 팬모듈(101,401)을 공기의 유동 저항이 최소화되도록 함은 물론, 팬모듈(101,401)의 작동에 의해 발생되는 소음 및 진동이 최소화되도록 하는 설치 구조를 제공한다.

본 발명에 따른 에어 핸들링 유닛(1)의 바람직한 일실시예는, 도 4에 참조된 바와 같이, 하중을 지지하는 베이스(10), 베이스(10)의 상측에 결합되어 소정 형상을 가진 모듈의 외관을 형성하는 복수개의 모듈프레임(20), 복수개의 모듈프레임(20)에 결합되어 각 모듈의 외관면을 형성하는 케이스 패널(30) 및 복수개의 모듈프레임(20)을 상호 연결시키는 복수개의 조인트 부재(40)를 포함한다.

한편, 복수개의 모듈프레임(20)은, 도 4에 참조된 바와 같이, 모듈의 골격을 형성한다. 보다 상세하게는, 복수개의 모듈프레임(20)은, 하나의 조인트 부재(40)에 2 이상의 모듈프레임(20)이 연결되어 소정의 형상을 가진 모듈의 골격을 형성하되, 직육면체 형상의 모듈이 되도록 조립될 수 있다.

복수개의 모듈프레임(20)은, 모듈의 외관 중 모서리를 형성하는 복수의 모서리 프레임(20A)과, 복수의 모서리 프레임(20A)에 일단과 타단이 연결되되, 모듈의 꼭지점에 연결되지 않는 미들 프레임(20B)을 포함할 수 있다. 이와 같은 복수개의 모듈프레임(20)은, 알루미늄 압출 또는 steel mold 방식으로 제조될 수 있고, Thermal break재를 사용하여 열차단 효과를 높일 수 있다.

복수개의 모서리 프레임(20A)은, 도 4에 참조된 바와 같이, 직육면체 형상의 모듈의 각 모서리를 형성하거나, 각 모서리의 일부를 형성할 수 있다.

또한, 하나의 코너 조인트(40A)는 3개의 모서리 프레임(20A)를 상호 연결시킴으로써 모듈의 각 꼭지점을 형성할 수 있다.

미들 프레임(20B)은, 적어도 2개의 케이스 패널(30) 사이에 배치되어, 모듈의 바닥면을 형성하는 하부 커버(30A)나, 모듈의 측면을 형성하는 측면 커버(30B) 및 모듈의 상부면을 형성하는 상부 커버(30C)의 면적을 향상시킬 수 있다.

아울러, 미들 프레임(20B)은, 비교적 길이가 긴 모서리 프레임(20A)의 중간 부분을 둘로 나누어 줌으로써, 상대적으로 긴 모서리 프레임(20A)으로 조립된 경우보다, 모듈의 전체 강성을 증대시키는 역할을 한다.

도 4에 참조된 바와 같이, 모서리 프레임(20A)은, 하나 또는 그 이상의 코너 조인트(40A) 및 미들 조인트(40B)에 의하여 연결되어 모듈의 모서리를 형성하고, 미들 프레임(20B)는, 2개의 케이스 패널(30) 사이에 배치되고, 양단부에 각각 미들 조인트(40B)가 결합되어 상술한 바와 같이, 강성 확보를 위하여 비교적 길게 형성된 하나의 모서리 프레임(20A)을 2개로 분할하거나, 면적이 넓은 하나의 케이스 패널(30)을 2개로 분할할 수 있다.

한편, 복수개의 모듈프레임(20)에는, 길이방향을 따라 외측으로 돌출된 적어도 하나의 슬라이딩 리브(도면부호 미표기)가 형성될 수 있다. 슬라이딩 리브는, 케이스 패널(30)의 테두리에 형성된 슬라이딩 레일홈(미도시)에 끼움될 수 있다. 이를 위하여, 복수개의 모듈프레임(20)에는 슬라이딩 리브가 연결되는 케이스 패널(30)의 개수에 대응되게 형성될 수 있다.

복수개의 모듈프레임(20)과 케이스 패널(30) 및 조인트 부재(40)를 조합하여 모듈이 조립되는 모습을 간략하게 설명하면 다음과 같다.

이해의 편의를 위하여, 모듈을 구성 중 하부 커버(30A)를 형성하는 조립 과정만을 예로 들어 설명한다.

도 4에 참조된 바와 같이, 하부 커버(30A)의 테두리 부분의 골격을 형성하기 위해 복수개의 모듈프레임(20) 및 조인트 부재(40)를 조립한다. 여기서, 복수개의 모듈프레임(20)은 오로지 모서리 프레임(20A) 및 코너 조인트(40A)만을 이용하여 단순한 사각형 형상으로 조립할 수 있으나, 경우에 따라서는, 미들 프레임(20B) 및 미들 조인트(40B)를 이용하여 사각형 형상의 골격을 둘로 나뉘어지도록 조립할 수 있다. 특히, 본 발명의 바람직한 일실시예에서는, 미들 프레임(20B)을 이용하여 비교적 길게 형성된 모서리 프레임(20A)을 2개의 부재로 나누어줌으로써 전체적인 강성을 보완할 수 있다.

여기서, 상술한 복수개의 모듈프레임(20) 골격은, 하부 커버(30A)를 테두리 부분에 형성된 슬라이딩 레일홈과 모듈프레임(20)의 슬라이딩 리브가 상호 슬라이딩 결합될 수 있도록 일측이 개구되게 어느 하나의 모서리 프레임(20A)이 설치되지 않은 상태를 유지함이 바람직하다. 일측의 개구된 부분을 통하여 수평방향으로 하부 커버(30A)를 슬라이딩시켜 슬라이딩 레일홈에 슬라이딩 리브가 삽입되도록 설치할 수 있다.

즉, 적어도 어느 일측이 개구되게 조립된 복수개의 모듈프레임(20)의 슬라이딩 리브에 케이스 패널(30)의 일단부 또는 양단부에 형성된 슬라이딩 레일홈이 끼워지도록 하여 폐쇄된 타측 방향으로 슬라이딩 결합시키는 것이다.

그러나, 반드시 복수개의 모듈프레임(20)에 케이스 패널(30)을 슬라이딩 결합시킬 필요는 없고, 반대로 케이스 패널(30)에 형성된 슬라이딩 레일홈에 모듈프레임(20)의 슬라이딩 리브가 끼움되도록 슬라이딩 결합시키는 것도 가능함은 당연하다고 할 것이다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 에어 핸들링 유닛(1)은, 상술한 2가지 방식의 슬라이딩 결합을 혼용하여 조립하는 것을 포함하되, 조립 현장의 조립 환경이나, 조립자의 성향에 따라 조립성이 개선될 수 있는 최선의 방식을 선택할 수 있도록 조립의 다양성을 제공한다.

종래에는, 건물 내부에 설치되는 비교적 큰 구조물인 에어 핸들링 유닛을 설치함에 있어서, 전체 골격을 형성하는 프레임을 견고하게 설치하기 위하여 프레임과 케이스 패널 사이에 수많은 스크류를 체결이 필수적이었다. 이와 같은 스크류 체결은, 개별 스크류의 결합을 위한 조립 공수의 증가를 의미하고, 에어 핸들링 유닛의 작동시 내부의 공기압 변화에 따라 스크류 체결 부위의 유격 현상에 의하여 전체 강성이 낮아지는 문제점으로 이어졌다.

본 발명에 따른 에어 핸들링 유닛(1)의 바람직한 일실시예는, 상술한 바와 같이, 복수개의 모듈프레임(20)과 조인트 부재(40) 사이의 결합을 위한 스크류 결합 공정을 제외하고, 복수개의 모듈프레임(20) 및 케이스 패널(30) 사이에 스크류 결합 공정이 전혀 없는 슬라이딩 결합 방식으로 채용하여 개별 스크류 조립 공정수를 대폭 감소시킴은 물론 스크류 체결 부위에 대한 강성 취약의 문제점도 해결할 수 있게 되었다.

도 6은 도 1의 구성 중 흡기모듈 및 배기모듈 내부 공간을 나타낸 단면도이며, 도 7은 도 6의 흡기모듈 및 배기모듈의 내부 공간에 구비된 팬모듈을 나타낸 사시도이고, 도 8은 도 7의 분해 사시도이고, 도 9는 팬모듈의 구성 중 박스프레임과 박스프레임 커넥터 및 안전망의 설치 관계를 나타낸 분해 사시도이며, 도 10은 팬 모듈의 하부 커버 상부에 대한 결합 모습을 나타낸 사시도이고, 도 11은 팬모듈의 적층 설치 모습을 나타낸 사시도이다.

각 모듈의 하부에는 도 5에 참조된 바와 같이, 베이스(10)가 배치되어, 모듈의 하중을 각각 지지한다. 베이스(10)는, 각 모듈의 하부에 각각 배치되고, 하나의 에어 핸들링 유닛(1)을 완성할 때, 각각 공기의 유동 방향을 따라 순차적으로 인접 배치되어 결합될 수 있다.

이처럼, 각 기능별로 조립된 복수개의 모듈(100,200,300,400)을 순차적으로 배치하고, 각 모듈의 베이스(10)를 상호 결합함으로써 하나의 공조 사이클을 형성할 수 있는 본 발명에 따른 에어 핸들링 유닛(1)을 완성할 수 있게 된다.

한편, 본 발명에 따른 에어 핸들링 유닛(1)의 바람직한 일실시예에서, 모듈은, 도 1 및 도 2에 참조된 바와 같이, 실내 공기를 흡입하는 흡입구(3)가 형성되고, 흡입된 실내 공기를 유동시키는 팬모듈(101,401)이 내부에 설치되는 흡기모듈(100)과, 흡기모듈(100)과 연통되게 결합되되, 흡기모듈(100)로부터 공급된 실내공기와 외부로부터 흡입된 외부 공기를 혼합하는 혼합모듈(200)과, 혼합모듈(200)과 연통되게 결합되되, 혼합모듈(200)로부터 공급된 혼합공기와 열에너지를 교환하는 열교환모듈(300) 및 열교환모듈(300)과 연통되게 결합되되, 열교환모듈(300)에 의하여 공조된 공기를 실내로 배기시키는 팬모듈(101,401)이 내부에 설치되는 배기모듈(400)을 포함한다.

각 모듈의 내부 공간에는, 각 기능별 구성품(50)이 내장될 수 있다. 각 기능별 구성품(50)은, 모듈식으로 일정하게 형성된 모듈의 내부 공간에 가장 효율적으로 설치됨이 바람직하다.

흡기모듈(100) 및 배기모듈(400) 내부에 배치된 팬모듈(101,401)에 대해, 도 6을 참조하여 구체적으로 설명하면, 흡기모듈(100) 및 배기모듈(400)은, 공기를 흡입하는 흡입챔버(C1)와, 분리격벽(107)에 의하여 흡입챔버(C1)와 구획되고, 팬모듈(101,401)이 내부에 설치되는 원심챔버(C2)를 포함할 수 있다.

분리격벽(107)은, 케이스 패널(30)과 동일한 방식으로 미들 프레임(20B)에 슬라이딩 결합되는 케이스 패널(30) 중의 하나일 수 있다. 보다 상세하게는, 분리격벽(107)은, 모듈의 골격을 형성하는 복수개의 모듈프레임(20)에 양단부가 상하방향으로 슬라이딩 삽입되어 공기의 유동방향에 대하여 수직으로 흡입챔버(C1) 및 원심챔버(C2)를 구획하도록 결합되는 케이스 패널(30) 중 하나일 수 있다.

여기서, 분리격벽(107)은, 복수개의 모듈프레임(20) 중 2개의 케이스 패널(30) 사이에 배치된 미들 프레임(20B)에 의하여 모듈의 바닥면이 2개로 구획되어 형성된 하부 커버(30A)의 상측의 미들 프레임(20B) 및 미들 프레임(20B)의 양단에 구비된 미들 조인트(41B)에 의하여 수직되게 상부로 연장된 복수개의 미들 프레임(20B) 사이에 슬라이딩되어 결합된다.

분리격벽(107)에는, 일측의 흡입챔버(C1)와 타측의 원심챔버(C2)를 상호 연통시키는 4각형 형상의 연통구(107A)가 형성될 수 있다. 연통구(107A)는 4각형 형상으로 한정되는 것은 아니고, 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

분리격벽(107)은, 흡기모듈(100) 및 배기모듈(400)의 바닥면을 형성하는 하부 커버(30A)의 상부에 결합될 수 있다. 보다 상세하게는, 하부 커버(30A)는, 중간 부분을 공기의 유동방향에 대하여 직교되게 가로지르도록 배치된 미들 프레임(20B)에 수평방향으로 결합된 일측과 타측의 2개의 케이스 패널(30)로 이루어지고, 분리격벽(107)은 하단부에 형성된 슬라이딩 레일홈이 하부 커버(30A)의 미들 프레임(20B)에 상측으로 돌출되게 형성된 슬라이딩 리브가 삽입되도록 결합된다. 아울러, 분리격벽(107)의 측단부에 형성된 슬라이딩 레일홈은 각각 하부 커버(30A)의 미들 프레임(20B)의 양단에 미들 조인트(40B)에 의하여 상측으로 연결된 다른 미들 프레임(20B)의 슬라이딩 리브가 삽입되도록 슬라이딩 결합될 수 있다.

한편, 원심챔버(C2)의 내부에는, 연통구(107A)와 연통되게 분리격벽(107)에 팬모듈(101,401)이 연결될 수 있다. 팬모듈(101,401)은, 분리격벽(107)에 연결되되, 원심챔버(C2) 내부에 설치되어, 흡입챔버(C1)로부터 원심챔버(C2)로 공기를 흡입하여 원심력을 형성하고, 일측의 다른 모듈(혼합모듈(200)이 이에 해당될 수 있음) 또는 외부로 배출시키는 역할을 한다.

팬모듈(101,401)은, 도 7 및 도 8에 참조된 바와 같이, 상술한 흡입력 및 원심력을 형성하는 원심팬(140)과, 원심팬(140)에 회전력을 제공하는 팬 모터(150)와, 원심팬(140) 및 팬 모터(150)가 설치되는 설치 공간을 가지는 팬박스(60)를 포함할 수 있다.

팬박스(60)는, 원심챔버(C2) 내부에 배치되되, 분리격벽(107)의 일측에 이격되게 배치되고, 외관 골격을 형성하는 복수개의 박스프레임(120)과, 복수개의 박스프레임(120)에 설치되어 외관면을 형성하면서, 원심팬(140)의 회전을 보호하는 안전망(130)을 포함할 수 있다.

여기서, 분리격벽(107)과 팬박스(60)는, 연통구(107A)를 통하여 흡입된 공기가 원심팬(140)으로 유동되도록 연결될 수 있다. 즉, 팬박스(60)는, 흡입챔버(C1) 내부의 공기가 원심챔버(C2)의 팬박스(60) 내부에 구비된 원심팬(140)을 전부 통과하도록 분리격벽(107)의 연결구(107A)와 결합될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

팬박스(60)는, 2 이상, 바람직하게는 3개의 박스프레임(120)을 모서리 부분에서 연결하는 박스프레임 커넥터(125)에 의하여 소정 형상의 외관 골격이 형성된다. 보다 바람직하게는, 팬박스(60)는, 내부에 원심팬(140) 및 팬 모터(150)가 설치되도록 소정의 설치 공간을 가진 직육면체 형상으로 형성되되, 박스프레임 커넥터(125)는 직육면체 형상의 각 모서리 부분에 위치되어 3개의 박스프레임(120)을 상호 수직되게 연결시키는 역할을 할 수 있다.

박스프레임(120)은, 도 9에 참조된 바와 같이, 철재로 이루어지되, 삼각형 형상의 중공 단면(122)을 가지며, 팬박스(60)의 각각의 면에 평행되게 연장된 연장부(121)를 포함할 수 있다. 삼각형의 중공 단면(122)에는 박스프레임 커넥터(125)의 일부(126)가 삽입되고, 박스프레임(120) 내부에 오버랩되게 삽입된 박스프레임 커넥터(125)의 일부(126)에 각각 구비된 스크류 체결홀(124,127)을 관통하는 스크류(S)에 의하여 상호 조립될 수 있다.

박스프레임 커넥터(125)에는, 팬모듈(101,401)이 하나의 원심챔버(C2) 내부에 복수개가 적층되거나 나란히 배치될 때, 인접하는 팬모듈(101,401)을 연결시키도록 외측으로 연장된 팬박스 연결단부(128)가 형성될 수 있다.

팬박스 연결단부(128)는, 일측으로 나란하게 배치된 팬모듈(101,401)과 연결됨과 아울러, 상측으로 적층되게 배치된 팬모듈(101,401)과 모두 연결될 수 있도록 팬박스(60)의 상,하,좌,우 방향으로 "ㄱ"자 형상 또는 "ㄴ"자 형상으로 절곡 형성될 수 있다. 팬박스 연결단부(128)에는, 인접하는 팬박스 연결단부(128)와 스크류(S) 체결되기 위한 스크류 체결공(129)이 형성될 수 있다.

여기서, 팬박스 연결단부(128)는, 박스프레임 커넥터(125)에 일체로 형성될 수 있음은 물론, 박스프레임 커넥터(125)와는 별개로 제작되어 박스프레임 커넥터(125) 또는 박스프레임(120)에 필요에 따라 착탈 가능하게 연결될 수 있다.

한편, 안전망(130)은, 복수개의 철재 와이어가 용접 결합되거나 매듭 방식으로 엮어져 결합되되 그물망 형상으로 형성되고, 상술한 복수개의 박스프레임(120)에 의하여 형성된 외관 골격에 결합되어 외관면을 형성하는 역할을 한다.

안전망(130)은, 팬박스(60) 내부에 설치되어 고속으로 회전되는 원심팬(140)의 회전을 보호함으로써, 반사적으로 사용자를 보호하는 기능을 수행한다. 또한, 안전망(130)은, 원심팬(140)을 감싸는 별도의 팬 하우징 대신 원심챔버(C2)의 내부면을 형성하는 복수개의 케이스 패널(30)이 원심팬(140)의 회전 작동에 의하여 발생시키는 정압에 따른 공기의 유동을 안내하도록 유동 공기를 통과시키는 역할을 한다. 원심챔버(C2)에 유동 공기가 채워지면 소정의 정압이 형성되는 원리이다. 여기서, 안전망(130)은 원심팬(140)에 의하여 흡입된 공기를 통과시키고, 실질적으로 원심챔버(C2)를 구성하는 모듈의 케이스 패널(30)에 의하여 유동 공기의 흐름이 안내되는 바, 팬 하우징을 별도로 구비할 필요가 없다.

안전망(130)은, 직육면체 형상의 팬박스(60)의 외관면 중 분리격벽(107)에 인접하는 외관면 및 하부면을 제외하고, 나머지 외관면을 형성하도록 박스프레임(120)에 결합될 수 있다.

분리격벽(107)에 인접하는 외관면에는 후술하는 팬쉴드(191)가 결합되고, 하부면에는 별도로 원심팬(140)의 회전을 보호할 필요가 없기 때문이다.

안전망(130)은, 도 9에 참조된 바와 같이, 박스프레임(120)의 연장부(121)에 형성된 스크류 홀(123)에 체결되도록 테두리를 따라 소정거리 이격되게 복수개가 외측으로 연장된 연결링(131)을 포함할 수 있다. 연결링(131)은 복수개의 철재 와이어 중 일부를 라운드지게 밴딩시켜 형성된 것일 수 있고, 별도의 부재로 제작되어 안전망(130)의 테두리 부분에 부착될 수 있다.

연결링(131)은, 박스프레임(120)의 스크류 홀(123)에 스크류(S) 체결됨으로써 안전망(130)의 박스프레임(120)에 대한 설치를 매개한다.

박스프레임(120)에 안전망(130)이 설치된 후에는, 팬박스(60)의 모서리 부분을 지지하는 모서리 형상의 서포트 부재(180)가 결합될 수 있다.

이와 같은 구성으로 이루어진 팬모듈(101,401)은, 도 5에 참조된 바와 같이, 베이스(10)의 상측에 배치된 하부 커버(30A)와, 하부 커버(30A)의 상측에 소정거리 이격되도록 평행되게 결합된 한 쌍의 팬모듈브래킷(110)의 상측에 설치된다.

팬모듈브래킷(110)은, 팬모듈(101,401)이 직접적으로 하부 커버(30A)의 상측에 접하면서 설치되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 도 10에 참조된 바와 같이, 팬박스(60)의 하부에 해당하는 박스프레임 커넥터(125)의 팬박스 연결단부(128)와 팬모듈브래킷(110) 사이에 개재된 진동 흡수 패드(105)를 매개로 설치되어 팬모듈(101,401)의 원심팬(140) 작동으로 인한 진동이 직접적으로 하부 커버(30A)에 전달되는 것을 방지할 수 있다. 이를 위하여 팬모듈브래킷(110)은, 강성을 위해 철재로 형성되는 것도 가능하나, 상술한 진동 흡수 패드(105)와 함께 진동 흡수가 용이하도록 소정의 진동을 흡수하는 재질로 이루어질 수 있다.

진동 흡수 패드(105)는, 팬모듈브래킷(110)과 팬박스 연결단부(128) 사이에 구비되어, 원심팬(140)의 작동에 따라 원심팬(140)으로부터 모듈의 내부 공간 바닥면을 형성하는 하부 커버(30A)로 전달되는 진동을 흡수하는 역할을 한다.

보다 상세하게는, 진동 흡수 패드(105)는, 도 10에 참조된 바와 같이, 팬박스(60)의 하단 모서리 부분에서 복수개의 박스프레임(120)을 상호 연결시키는 박스프레임 커넥터(125)에 구비된 팬박스 연결단부(128)가 상단에 거치되게 고정되도록 팬모듈브래킷(110)의 사이에 배치된다.

진동 흡수 패드(105)는, 원심팬(140)의 작동에 의하여 발생된 진동을 흡수하는 고무 재질로 이루어짐이 바람직하다.

진동 흡수 패드(105)는, 하부에 배치된 팬모듈브래킷(110)의 상면에 면착되도록 볼트(B')에 의하여 결합되는 서포팅부(105A)가 형성되고, 상부에는 팬박스 연결단부(128)에 형성된 볼트 체결공(129)에 삽입되어 체결너트(N)에 의해 고정되는 체결볼트(B)가 상부로 돌출되게 일체로 성형될 수 있다.

본 발명에 따른 에어 핸들링 유닛(1)의 바람직한 일실시예에서, 팬모듈(101,401)은 단수개가 원심챔버(C2) 내부에 설치될 수 있고, 지속적으로 가변되는 공조대상공간의 목표 요구 부하에 상응할 수 있도록 원심챔버(C2) 내부에 복수개의 팬모듈(101,401)이 나란하거나 적층되게 배치될 수 있다.

본 발명에 따른 에어 핸들링 유닛(1)의 바람직한 일실시예에서, 팬 모터(150) 및 원심팬(140)의 사이즈가 크게 축소된 반면, 원심팬(140)을 동일한 풍량 대비 팬 성능이 우수한 3D형상의 원심팬으로 채용함으로써 종래 운반이 쉽지 않고, 부피가 커서 건물 내부 특히 에어 핸들링 유닛이 설치되는 기계실 내부로의 반입이 실질적으로 어려웠던 문제점을 일거에 해결할 수 있다. 즉, 종래, 흡기모듈(100) 및 배기모듈(400)의 내부에 원심팬을 구비할 때, 원심팬의 사이즈가 커서 하나의 단일 원심팬만을 설치하고, 이 단일 원심팬을 공조대상공간의 목표 부하량 조건에 따라 용량 제어하던 것을, 본 발명의 바람직한 일실시예에서는, 원심팬(140) 및 이를 구동하는 팬 모터(150)의 사이즈를 축소하여, 하나의 흡기모듈(100) 및 배기모듈(401)에 복수개의 팬박스(60)가 조합된 팬모듈(101,401)을 설치하여, 공조대상공간의 목표 부하량 조건에 따라 복수개의 팬박스(60) 중 일부 또는 전부에 대해서 작동 제어함으로써 보다 향상된 공조 성능을 확보할 수 있도록 한 것이다.

이와 같은 본 발명에 따른 에어 핸들링 유닛(1)의 바람직한 일실시예만이 가지는 팬박스(60)의 조합으로 형성된 팬모듈(101,401)의 구비를 고려하여, 본 발명만이 가지는 특유의 모듈화된 팬모듈(101,401)의 조립 구조를 이하에서 상세하게 설명하기로 한다.

팬모듈(101,401)은, 도 8에 참조된 바와 같이, 흡입챔버(C1) 내의 공기를 회전축 방향을 따라 이격되고 수직되게 배치된 한 쌍의 주판(도면부호 미표기) 내부로 흡입하여 한 쌍의 주판 사이를 연결시키는 복수개의 블레이드를 통하여 원심챔버(C2)에 방사상으로 토출시키는 원심팬(140)과, 원심팬(140)에 회전력을 제공하되, 원심팬(140)의 회전축과 직선의 동축을 가지는 팬 모터(150)와, 원심팬(140) 및 팬 모터(150)가 설치되도록 설치 공간을 가지는 팬박스(60)와, 팬박스(60) 내부에 배치되어, 원심팬(140)의 한 쌍의 주판 내부로 흡입챔버(C1)의 공기가 유입되는 유입로를 형성하는 가이드부(190)를 포함할 수 있다.

여기서, 원심팬(140)은, 동일 풍량을 발생시키기 위해 상대적으로 작은 사이즈 또는 작은 부피가 요구되는 3D형상의 원심팬(140)이 채용될 수 있다. 이와 같은 원심팬(140)은 팬모듈(101,401)을 구성하는 팬박스(60) 내부에서 회전 구동되어 원심챔버(C2) 내부에 흡입챔버(C1)로부터 공기를 흡입하면서 외부로 공기를 배출시키는 공기 유동력을 형성하게 된다.

한편, 팬모듈(101,401)은, 원심팬(140)의 상하 높이보다 작은 상하 높이를 가진 팬 모터(150)를 팬박스(60) 내부에 팬 모터(150)의 회전축(150C)과 원심팬(140)의 회전 중심이 수평방향으로 직선의 동축을 이루도록 팬박스(60) 내부에의 설치를 매개하는 모터브래킷(170)을 더 포함할 수 있다.

여기서, 모터브래킷(170)은, 도 8에 참조된 바와 같이, 팬박스(60) 내부에 한 쌍이 이격되게 배치되고, 팬모듈(101,401)은, 양단부가 한 쌍의 모터브래킷(170)에 각각 연결되어 팬 모터(150)를 하부에서 지지하는 지지판(160)을 더 포함할 수 있다.

모터브래킷(170)은, 팬박스(60) 내부로 공기가 흡입되는 면에 인접한 양측면에 공기의 수평되게 길게 동일 높이에 결합되고, 지지판(160)은 한 쌍의 모터브래킷(170)의 상면에 좌우 양단의 하부면이 지지되도록 결합된다.

지지판(160)의 상부에는 팬 모터(150)의 회전축(150C)이 원심팬(140)의 회전 중심과 직선상의 동축을 이루도록 견고하게 결합될 수 있다. 지지판(160)은, 팬 모터(150) 뿐만 아니라 팬 모터(150)에 동축으로 연결된 원심팬(140)의 중량을 포함한 하중을 전부 지지할 수 있도록 설계되어야 할 것이다.

한편, 안전망(130) 중 팬 모터(150)에 인접하는 안전망(130)에는 팬 모터(150)의 설치가 용이하도록 팬 모터(150)가 관통되는 크기의 모터끼움홀(135)이 관통되게 형성될 수 있다. 이는, 팬 모터(150)의 고장 수리 또는 교체시 구태여 안전망(130)을 분리하지 않아도 되는 수리상의 편의를 제공하기 위함이다. 그러나, 반드시 안전망(130)에 모터끼움홀(135)이 형성되어야 하는 것은 아님에 주의하여야 한다.

가이드부(190)는, 원심팬(140)의 흡입부 측에 형성된 팬쉬라우드(도면부호 미표기)와 연결되고, 한 쌍의 주판 내부로 공기의 흡입을 유도하는 벨마우스(193)와, 팬박스(60)의 가장자리에 연결되고, 벨마우스(193)와 연통하는 마우스 홀(191A)이 형성된 팬쉴드(191)를 포함할 수 있다.

여기서, 팬쉬라우드(1120)는 원심팬(140)에 일체로 형성되되, 한 쌍의 주판 중 공기가 흡입되는 측의 주판 외측에 형성된 원형의 흡입홀(미도시)의 테두리를 따라 흡입부 측으로 돌출되게 형성될 수 있다.

벨마우스(193)는, 원심팬(140)의 회전을 위하여 흡입부 측으로 돌출된 팬쉬라우드의 단부와 직접적인 연결은 되지 않으나, 흡입챔버(C1) 내의 공기를 원심팬(140) 측으로 자연스럽게 유도하는 역할을 한다. 벨마우스(193)는, 상술한 팬쉴드(191)에 고정되되, 마우스 홀(191A)과 연통되도록 고정될 수 있다.

팬쉴드(191)는, 팬박스(60)의 외관면 중 안전망(130)이 설치되지 않은 면에 안전망(130) 대신 설치되어 원심팬(140)을 보호함과 아울러, 상술한 바와 같이 벨마우스(193)의 설치 장소를 제공함은 물론, 흡입되는 공기가 흡입챔버(C1)에서 팬박스(60) 이외의 원심챔버(C2) 공간으로 누기되는 것을 방지하는 역할을 한다.

한편, 가이드부(190)는, 상술한 분리격벽(107)의 연통구(107A)와 팬박스(60) 사이를 연결하는 에어 가이드 터널부(미도시)를 포함하는 개념일 수 있다.

에어 가이드 터널부는, 분리격벽(107)과 팬모듈(101,401)(특히, 팬쉴드(191)) 사이의 이격된 공간을 분리격벽(107)의 연통구(107A)를 통하여 공기가 원심팬(140)에 의하여 원심챔버(C2)로 누기 없이 유동되도록 외부와 차폐되게 설치됨과 아울러, 원심팬(140)으로부터 분리격벽(107)으로 전달되는 진동을 동시에 흡수하는 역할을 한다.

도 12는 본 발명에 따른 에어 핸들링 유닛의 구성 중 유동가이드 패널의 다양한 실시예를 나타낸 사시도이고, 도 13은 도 12의 유동가이드 패널을 이용한 공기의 유동 모습을 나타낸 단면도이다.

흡기모듈(100)은, 도 6에 참조된 바와 같이, 대략 직육면체의 내부 공간을 가지며, 분리격벽(107)에 의하여 일측과 타측으로 각각 흡입챔버(C1)와 원심챔버(C2)로 구획된다.

흡입챔버(C1)의 상측에는 미도시의 흡기덕트와 연통되도록 개구된 흡입구(3)가 형성되고, 흡입구(3)로 유입된 실내 공기는 하방의 흡입챔버(C1)로 상하 수직되게 흡입 유로를 형성하며, 이와 같이 흡입챔버(C1)로 흡입된 실내 공기는 팬모듈(101)의 원심팬(140)의 작동에 의하여 발생된 원심챔버(C2) 내의 정압에 의하여 흡입챔버(C1)를 상대적으로 부압 공간으로 형성하면서 원심챔버(C2) 측으로 수평방향의 공기 유로를 형성하게 된다.

흡입구(3)는, 모듈의 상부면을 형성하는 상부 커버(30C)에 상하로 연통되게 형성되고, 상부 커버(30C)와 분리격벽(107A)은 상호 수직되게 배치될 수 있다.

한편, 이와 같은 구조는, 흡기모듈(100) 뿐만 아니라 외부의 공기를 흡입하여 혼합하는 혼합모듈(200)에도 그대로 적용될 수 있는 바, 이하에서는 이해의 혼선을 방지하기 위하여 흡입챔버(C1)는 제1챔버라 칭하고 동일한 도면부호 C1을 부여하며, 원심챔버(C2)는 제2챔버라 칭하고 동일한 도면부호 C2를 부여하여 설명하며, 분리격벽(107)은 혼합모듈(200)의 미도시된 댐퍼 쉴드와 동일한 구성으로 정의하여 설명한다.

본 발명에 따른 에어 핸들링 유닛(1)의 바람직한 일실시예는, 분리격벽(107)에 배치되어, 연통구(107A)를 통하여 유동되는 공기의 흐름을 안정화시킴과 아울러, 제1챔버(C1) 내부의 서어징 현상을 방지하는 유동가이드 패널(104A,104B)을 포함할 수 있다.

유동가이드 패널(104A,104B)은 분리격벽(107)의 연통구(107A)에 수평되게 배치되되, 복수개가 상하로 이격되게 배치되어, 분리격벽(107)의 연통구(107A)를 복수개로 구획할 수 있다.

한편, 분리격벽(107)에 형성된 연통구(107A)는 분리격벽(107)의 외측 테두리 부분과 각각 소정거리 이격된 장방형으로 개구되게 형성되고, 유동가이드 패널(104A,104B)은, 양단부(104',104")가 각각 연통구(107A)의 내측 테두리 부분에 면접되게 고정될 수 있다.

유동가이드 패널(104A,104B)의 양단부(104',104")가 연통구(107A)의 내측 테두리 부분에 고정되는 방식은, 통상의 스크류 체결 방식이 될 수 있고, 용접 방식에 의한 결합도 가능하다.

유동가이드 패널(104A,104B)은, 연통구를 유동하는 공기에 의하여 흔들리지 않는 두께로 형성될 수 있다. 유동가이드 패널(104A,104B)은 공기의 유로 상에 형성되는 것인 바, 유동 공기에 의하여 소음이 발생되는 것을 차단하기 위함이다.

한편, 유동가이드 패널(104A,104B)은, 제1챔버(C1) 측으로 소정길이 돌출되게 형성될 수 있다. 이는, 상측에서 하측으로 흡입구(3)를 통하여 수직되게 유동되는 공기의 유로가 유동가이드 패널(104A,104B)의 돌출된 선단부에 의하여 자연스럽게 안내되어 수평방향의 공기 유로로 변경되도록 하기 위함이다.

유동가이드 패널(104A,104B)은, 도 12의 (a)에 참조된 바와 같이, 각각 수평방향으로 직선형으로 형성될 수 있다. 이러한, 유동가이드 패널(104A)의 구비만으로, 제1챔버(C1) 내부의 맥동현상이 방지된다.

그러나, 유동가이드 패널(104A,104B)은, 공기의 유로 상에 배치되는 바, 공기의 유로 저항이 최소가 되도록 설치되어야 한다. 공기의 유로 저항이 최소가 되도록 하기 위해서는 유동가이드 패널(104A,104B)의 두께가 증가하여서는 아니된다. 그런데, 최소의 공기 유로 저항을 갖도록 유동가이드 패널(104A,104B)의 두께를 감소시킬 경우에는 상술한 바와 같이, 공기의 유로에 의한 소음이 발생될 우려가 있다.

이와 같은 소음의 발생을 방지하면서도, 유동가이드 패널(104A,104B)의 맥동현상 방지 기능을 수행할 수 있도록, 유동가이드 패널(104B)은 도 12의 (b)에 참조된 바와 같이, 104A로 지시된 유동가이드 패널과 동일한 두께 또는 적어도 작은 두께를 가지도록 형성되되, 중간 부분이 하측으로 함몰된 "V"자 형상으로 절곡 형성될 수 있다. 직선형의 판상 부재가 일정 방향으로 절곡되면 강성이 증가되는 원리를 이용한 것이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 에어 핸들링 유닛(1)의 바람직한 일실시예에 따르면, 에어 핸들링 유닛(1)이 설치되는 건물의 공조대상공간의 목표 부하량 조건이 건물마다 상이할 수 있는 바, 흡기모듈(100) 및 배기모듈(400)에 배치되는 팬모듈(101,401)의 개수는 공기조화 설계자에 의하여 요구되는 목표 부하량 조건 및 공조 설계 조건 등을 반영하여 도 11에 참조된 바와 같이, 복수개의 팬모듈(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ)을 구비할 수 있음은 당연하다. 도 11은, 팬박스 연결단부(128)에 의하여 복수개의 팬박스(60)가 적층 또는 나란히 배치된 실시예를 보여주고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 상측 또는 일측으로 더 많은 개수의 팬박스(60)가 적층 또는 나란히 배치될 수 있으며, 원심챔버(C2)의 한정된 공간에 의하여 목표 부하량 조건에 따른 팬박스(60)의 구비가 어려울 경우, 상술한 바와 같이 모듈프레임(20) 중 미들 프레임(20B)을 이용하여 전체 모듈의 부피를 증가시킬 수 있게 된다.

종래에는, 대용량의 원심팬과 이를 구동시키기 위한 비교적 중량이 큰 팬 모터가 구비되었고, 팬 모터의 중량이 큰 관계로 안정적인 팬 모터의 설치 및 팬 모터로부터 안정적으로 회전력을 제공하기 위한 동력 전달 방식으로 벨트 및 풀리 구동 방식을 채택하였으며, 이러한 벨트 및 풀리 구동 방식을 채택함으로써 발생되는 동력 손실을 만회하기 위하여 원심팬을 둘러싸는 팬 하우징을 통하여 원심팬으로부터 발생된 풍량을 집중적으로 일정 토출구를 통하여 토출되도록 기류를 유도 방식을 채택하였다. 이와 같은 종래의 원심팬 및 팬 모터의 설치 및 구동 방식은, 단위 원심팬의 중량 및 크기 등 전체적인 팬 효율을 담보할 수 없는 문제점에서 비롯된 것이며, 모터 회전축 직결 구동 방식에 비하여 원심팬과 팬 모터의 설치 공간이 더 필요함은 물론, 원심팬의 구동에 따른 일정한 정압을 확보하지 못하여 팬 하우징이 필요하게 되었고, 팬 하우징은 공기의 흡입 구조에 따라 양방향 흡입 및 단방향 흡입 방식이 적용될 수 있는데, 단방향 흡입 방식의 경우 팬 하우징의 내부 설계가 복잡해짐은 물론, 양방향 흡입 방식의 경우 벨트 및 풀리의 결합 부분에 의한 기류 손실이 예상되어 팬 효율을 크게 저하시키는 문제점이 있었다.

본 발명에 따른 에어 핸들링 유닛(1)의 바람직한 일실시예의 경우, 3D형상의 원심팬(140)을 채용함으로써 원심팬(140) 및 팬 모터(150)의 사이즈를 축소시키면서, 종래의 대용량의 원심팬(140)을 구동시키기 위하여 필요한 중량이 큰 팬 모터(150)의 설치의 어려움 및 원심팬(140)의 구동에 따라 일정방향으로의 토출을 위한 팬 하우징의 삭제가 가능하게 하였고, 비용을 절감하면서도, 전체적인 팬모듈(101,401) 사이즈 축소에 따라 공조대상공간의 목표 부하량 조건에 따라 필요한 경우 복수개의 팬모듈(101,401)을 설치하여 가변되게 운용함으로써 보다 쾌적한 공조 환경을 조성할 수 있는 이점을 창출할 수 있게 된다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 에어 핸들링 유닛(1)의 바람직한 일실시예에서, 팬모듈(101,401)의 조립 과정을 도 14를 참조하여 간략하게 설명하면 다음과 같다.

팬모듈 조립방법의 일실시예는, 모듈의 내부 공간을 일측의 흡입챔버(C1) 및 타측의 원심챔버(C2)로 구획되도록 배치된 분리격벽(107)을 조립하는 분리격벽 조립 단계와, 분리격벽 조립 단계에 의하여 조립된 분리격벽(107)의 일측에 해당하는 원심챔버(C2)에 원심팬(140)이 회전 가능하게 수용되는 팬모듈(101,401)을 설치 조립하는 팬모듈 조립 단계와, 팬모듈 조립 단계에 의하여 조립된 팬모듈(101,401) 내부에 원심팬(140) 및 팬 모터(150)를 설치하는 원심팬 설치 단계 및 원심팬 설치 단계 후, 흡입챔버(C1)으로부터 원심팬(140)으로의 공기가 누기 없이 유동되도록 분리격벽(107)과 팬모듈(101,401)을 연결시키는 팬모듈 연결 단계를 포함한다.

여기서, 분리격벽 조립 단계는, 복수개의 케이스 패널(30) 중 하나의 양단부가 모듈의 내부 공간이 공기의 유동방향에 대하여 순차적으로 흡입챔버(C1) 및 원심챔버(C2)로 구획되도록 모듈의 골격을 형성하는 복수개의 모듈프레임(20)에 상하방향으로 슬라이딩 삽입되어 조립되는 단계일 수 있다. 즉, 분리격벽(107)은 별도의 부재로 제작되어 결합될 수 있으나, 케이스 패널(30) 중 하나일 수 있다.

팬박스 조립 단계는, 모듈의 바닥면을 형성하는 하부 커버(30A)의 상면에 한 쌍의 팬모듈브래킷(110)을 설치하는 팬모듈브래킷 설치 공정과, 팬모듈브래킷 설치 공정 후, 복수개의 박스프레임(120) 및 박스프레임 커넥터(125)를 이용하여 외관 골격을 형성하고, 복수개의 안전망(130)을 외관 골격에 결합시켜 팬박스(60)를 형성하는 팬박스 형성 공정과, 팬박스 형성 공정에 의하여 형성된 팬박스(60)를 팬모듈브래킷(110)의 상부에 결합시키는 팬박스 설치 공정을 포함할 수 있다.

팬박스 형성 공정에서, 팬박스(60)의 골격은, 팬박스(60)의 모서리 부분에 배치되고, 각각 수직되게 돌출된 3개의 연결단부(126)가 팬박스(60)의 모서리를 형성하는 박스프레임(120)의 양단부에 형성된 중공 단면(122)에 삽입되어 고정되는 동작으로 형성될 수 있다.

한편, 팬박스 형성 공정에서, 안전망(130)은, 박스프레임(120)에 팬박스(60)의 외관면에 대하여 평행되게 연장된 연장부(121)에 고정될 수 있다.

아울러, 원심팬 설치 단계는, 팬박스(60)의 내부에 한 쌍의 모터브래킷(170)을 설치하는 모터브래킷 설치 공정과, 한 쌍의 모터브래킷(170)에 양단부가 지지되도록 지지판(160)을 설치하는 지지판 설치 공정과, 지지판 설치 공정 후, 지지판(160)에 팬 모터(150)를 결합시키는 팬모터 설치 공정 및, 팬모터 설치 공정에 의하여 결합된 팬 모터(150)와, 원심팬(140)의 회전 중심이 직선상의 동축을 이루도록 원심팬(140)을 설치하는 원심팬 설치 공정을 포함할 수 있다.

한편, 팬박스 연결 단계는, 상술한 바와 같이, 팬박스(60)의 외관면 중 흡입챔버(C1) 측에 마우스 홀(191A)이 형성된 팬쉴드(191)를 설치하여 외관면 일부를 형성하는 팬쉴드 설치 공정과, 팬쉴드 설치 공정 후, 일단이 마우스 홀(191A)과 연통되게 결합되고, 타단이 원심팬(140)에 흡입챔버(C1) 측으로 돌출 형성된 팬쉬라우드(1120) 측으로 연장된 벨마우스(193)를 이용하여 팬박스(60)의 외부와 원심팬(140)을 연통시키는 벨마우스 설치 공정 및 분리격벽(107)에 형성된 연결구(107A)와 팬쉴드(191) 사이의 공간을 에어 가이드 터널부(199)를 이용하여 외부와 차폐시키는 공기 유로 형성 공정을 포함할 수 있다.

이상, 본 발명에 따른 에어 핸들링 유닛 및 그 조립방법의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시예가 반드시 상술한 바람직한 일실시예에 의하여 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 및 균등한 범위에서의 실시가 가능함은 당연하다고 할 것이다. 그러므로, 본 발명의 진정한 권리범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 정해진다고 할 것이다.

1: 에어 핸들링 유닛 10: 베이스
20: 모듈프레임 30: 케이스 패널
50: 내부 구성품 100: 흡기모듈
200: 혼합모듈 300: 열교환모듈
400: 배기모듈

Claims (11)

1. 상하로 개구된 흡입구를 통하여 수직방향으로 공기를 흡입하는 제1챔버와;
   상기 제1챔버의 일측에 배치되고, 수평방향으로 개구된 연통구를 통하여 상기 제1챔버로부터 공기가 수평방향으로 유입되는 제2챔버와;
   상기 제2챔버 내부에 배치되고 원심팬이 수용된 팬모듈을 포함하고,
   상기 연통구에 배치되어, 상기 연통구를 통하여 유동되는 공기의 흐름을 안정화시킴과 아울러, 상기 제1챔버 내부의 서어징 현상을 방지하는 유동가이드 패널을 포함하며,
   상기 연통구는, 상기 제1챔버 및 제2챔버로 형성된 흡기모듈을, 상기 제1챔버 및 제2챔버로 수직되게 구획하는 분리격벽에 수평방향으로 개구되게 형성된 에어 핸들링 유닛.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 유동가이드 패널은,
   상기 연통구에 수평되게 배치된 에어 핸들링 유닛.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 유동가이드 패널은,
   복수개가 상하로 이격되게 배치된 에어 핸들링 유닛.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 연통구는,
   상기 분리격벽의 외측 테두리 부분과 각각 소정거리 이격된 장방형으로 개구되게 형성되고,
   상기 유동가이드 패널은,
   양단부가 각각 상기 연통구의 내측 테두리에 면접되게 고정되는 에어 핸들링 유닛.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 유동가이드 패널은,
   상기 연통구를 유동하는 공기에 의하여 흔들리지 않는 두께로 형성된 에어 핸들링 유닛.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 유동가이드 패널은,
   상기 제1챔버 측으로 소정길이 돌출되게 형성된 에어 핸들링 유닛.
   
8. 상하로 개구된 흡입구를 통하여 수직방향으로 공기를 흡입하는 제1챔버와;
   상기 제1챔버의 일측에 배치되는 제2챔버와;
   상기 제1챔버와 상기 제2챔버를 구획하고 수평방향으로 개구되어 상기 제1챔버로부터 공기가 상기 제2챔버로 유입되는 연통구가 형성된 분리격벽과;
   상기 제2챔버 내부에 배치되고 원심팬이 수용된 팬모듈 및
   상기 연통구에 배치되어, 상기 연통구를 통하여 유동되는 공기의 흐름을 안정화시킴과 아울러, 상기 제1챔버 내부의 서어징 현상을 방지하는 유동가이드 패널을 포함하며,
   상기 유동가이드 패널은,
   중간 부분이 하측으로 함몰된 "V"자 형상으로 절곡 형성된 에어 핸들링 유닛.
   
9. 청구항 8에 있어서,
   중간 부분이 하측으로 함몰된 상기 유동가이드 패널의 두께는, 일직선 형상인 유동가이드 패널의 두께보다 작은 두께로 이루어진 에어 핸들링 유닛.
   
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1챔버에 형성된 상기 흡입구는, 상기 흡기모듈의 상부면을 형성하는 상부 커버에 상하로 연통되게 형성되고,
    상기 상부 커버와 상기 분리격벽은 수직되게 배치된 에어 핸들링 유닛.
    
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 모듈은,
    골격을 형성하는 복수개의 모듈프레임과;
    상기 복수개의 모듈프레임 사이에 슬라이딩 결합되어 외관면을 형성하는 복수개의 케이스 패널을 포함하고,
    상기 상부 커버는, 상기 흡입구가 형성된 상기 복수개의 케이스 패널 중 하나인 에어 핸들링 유닛.

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